ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С СЕТЬЮ, Особенности работы генератора на сеть большой мощности
напряжение сети U
Включение генератора на параллельную работу с сетью
В рассматриваемом режиме необходимо обеспечить возможно меньший бросок тока в момент присоединения генератора к сети. В противном случае возможны срабатывание защиты поломка генератора или первичного двигателя. Ток в момент подключения генератора к сети будет равен нулю, если удастся обеспечить равенство мгновенных значений напряжений сети u с и генератора и г :
U cm sin (ωc t — αс ) = U
На практике выполнение условия (6.27) сводится к выполнению трех равенств: значений напряжений сети и генератора U cm = U гm или U c = U г ; частот ω c = ω г или f с = f г ; их начальных фазα с = α г (совпадение по фазе векторов Ú c и Ú г ).
Кроме того, для трехфазных генераторов нужно согласовать порядок чередования фаз.
f с ≈ f
Ламповые синхроноскопы применяют для синхронизации генераторов малой мощности, поэтому обычно их используют в лабораторной практике. Этот прибор представляет собой три лампы, включенные между фазами генератора и сети (рис. 6.32, а).
На каждую лампу действует напряжение Δ u = u с — u г , которое при f с ≠ f г изменяется с частотой Δf = f c — f г , называемойчастотой биений (рис. 6.32,б).
В этом случае лампы мигают. При f с ≈ f г разность Δи изменяется медленно, вследствие чего лампы постепенно загораются и погасают.
Схема подключения синхронного генератора к сети с помощью лампового синхроноскопа (а) и кривые изменения напряжений ис и иг перед включением генератора (б)
Обычно генератор подключают к сети в тот момент, когда разность напряжений Δ u на короткое время становится близкой нулю, т. е. в середине периода погасания ламп. В этом случае выполняется условие совпадения по фазе векторов Ú c и Ú г . Для более точного определения этого момента часто применяют нулевой вольтметр, имеющий растянутую шкалу в области нуля. После включения генератора в сеть дальнейшая синхронизация частоты его вращения, т. е. обеспечение условия n 2 = n 1 , происходит автоматически.
Реферат регулятора напряжения
1: Рис.1 Схема регулятора напряжения EE14V3 фирмы BOSCH: 1 - генератор, 2 - регулятор напряжения, SA - замок зажигания, HL - контрольная лампа на панели приборов. Чтобы понять работу схемы, следует вспомнить, что, ... В последнем случае конденсатор, заряжаясь в один момент времени, разряжается на базовую цепь транзистора в другой момент, ускоряя броском разрядного тока переключение транзистора и, ...
Генераторы большой мощности синхронизируют с помощью стрелочных синхроноскопов, работающих по принципу вращающегося магнитного поля. В этих приборах при f с ≠ f г стрелка вращается с частотой, пропорциональной разности. частот f с — f г , в одну или другую сторону в зависимости от того, какая из этих частот больше. При f с = f г стрелка устанавливается на нуль; в этот момент и следует подключать генератор к сети. На электрических станциях обычно используют автоматические приборы для синхронизации генераторов без участия обслуживающего персонала.
Довольно часто применяют метод самосинхронизации, при котором генератор подключают к сети при отсутствии возбуждения (обмотка возбуждения замыкается на активное сопротивление).
При этом ротор разгоняют до частоты вращения, близкой к синхронной (допускается скольжение до 2%), за счет вращающего момента первичного двигателя и асинхронного момента, обусловленного индуцированием тока в демпферной обмотке. После этого в обмотку возбуждения подают постоянный ток, что приводит к втягиванию ротора в синхронизм. При методе самосинхронизации в момент включения генератора возникает сравнительно большой бросок тока, который не должен превышать 3,5 I a ном .
Упрощенные векторные диаграммы неявнополюсного генератора при параллельной работе с сетью, Регулирование активной мощности
После включения генератора в сеть его напряжение U становится равным напряжению сети U c . Относительно внешней нагрузки напряжения U и U c совпадают по фазе, а по контуру «генератор — сеть» находятся в противофазе, т. е. Ú = — Ú c (рис. 6.33, а).
При точном выполнении указанных трех условий, необходимых для синхронизации генератора, его ток I a после подключения машины к сети равняется нулю. Рассмотрим, какими способами можно регулировать ток I a при работе генератора параллельно с сетью на примере неявнополюсного генератора.
Ток, проходящий по обмотке якоря неявнополюсного генератора, можно определить из уравнения (6.23)
Так как U = U c = const, то силу тока I а можно изменять только двумя способами — изменяя ЭДС Е 0 по величине или по фазе. Если к валу генератора приложить внешний момент, больший момента, необходимого для компенсации магнитных потерь мощности в стали и механических потерь, то ротор приобретает ускорение, вследствие чего вектор É 0 смещается относительно вектора Ú на некоторый угол θ в направлении вращения векторов (рис. 6.33,б ).
Баланс мощностей и регулирование частоты в ээс
... как величина генерируемой активной мощности определяется требованиями по частоте, то для регулирования напряжения используется изменение реактивной мощности, что в свою очередь требует регулирования тока возбуждения синхронного генератора. Следует отметить, что ...
При этом возникает некоторая небалансная ЭДС ΔЕ , приводящая согласно (6.28) к появлению тока I а . Возникающую небалансную ЭДС ΔÉ = É 0 — Ú = É 0 + Ú c = jÍ a X сн можно показать на векторной диаграмме (рис. 6.33, б).
Вектор тока I а отстает от вектора ΔЕ на 90°, поскольку его величина и направление определяются индуктивным сопротивлением X сн .
При работе в рассматриваемом режиме генератор отдает в сеть активную мощность
Р = mUI a
É 0
для увеличения нагрузки генератора необходимо увеличивать приложенный
Регулирование реактивной мощности
Если в машине, подключенной к сети и работающей в режиме холостого хода (рис. 6.34, а), увеличить ток возбуждения I в, то возрастет ЭДС Е 0 (рис. 6.34, б ),возникнет небалансная ЭДС ΔÉ = — jIа X сн и по обмотке якоря будет проходить ток Iа , который согласно (6.28) определяется только индуктивным сопротивлением Х сн машины. Следовательно, ток Ía реактивный: он отстает по фазе от напряжения Ú на угол 90° или опережает на тот же угол напряжение сети Ú c . При уменьшении тока возбуждения ток Ía изменяет свое направление: он опережает на 90° напряжение Ú (рис. 6.34, в ) и отстает на 90° от напряжения Ú c .Таким образом, при изменении тока возбуждения изменяется лишь реактивная составляющая тока Iа , т. е. реактивная мощность машины Q. Активная составляющая тока Iа в рассматриваемых случаях равна нулю. Следовательно, активная мощность Р = 0, и машина работает в режиме холостого хода.
I а ,
Упрощенные векторные диаграммы неявнополюсного синхронного генератора при параллельной работе с сетью и отсутствии активной нагрузки
Перевозбужденная синхронная машина, работающая в режиме холостого хода, относительно сети эквивалентна емкости. Машину, специально предназначенную для работы в таком режиме, называют синхронным компенсатором и используют для повышения коэффициента мощности электрических установок и стабилизации напряжения в электрических сетях. Недовозбужденная синхронная машина, работающая в режиме холостого хода, относительно сети эквивалентна индуктивности.
Возникновение реактивной составляющей тока I а физически объясняется тем, что при работе синхронной машины на сеть бесконечно большой мощности суммарный магнитный поток сцепленный с каждой из фаз, ΣФ = Фрез + Фσ = Фв + Фа + Фσ не зависит от тока возбуждения и при всех условиях остается неизменным, так как
Генераторы и синхронные компенсаторы. Самозапуск электрических двигателей
... могут в зависимости от значения тока возбуждения как выдавать, так и потреблять реактивную мощность, т.е. выполнять функции синхронного компенсатора. Турбогенераторы Промышленность поставляет двухполюсные турбогенераторы мощностью 2,5; 4; 6; 12; 2; ...
Ú = É 0 + Éа + Éσ а = — Úc = const.
Следовательно, если ток возбуждения I в больше тока, требуемого для полного возбуждения, то возникает отстающая составляющая тока I а , которая создает размагничивающий поток реакции якоря Фа ; если ток I в меньше тока, необходимого для полного возбуждения, то возникает опережающая составляющая тока Iа , которая создает подмагничивающий поток реакции якоря Фа . Во всех случаях суммарный поток машины ΣФ автоматически поддерживается неизменным.
РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЕ С СЕТЬЮ, Способы регулирования
Изменение активной и реактивной мощностей синхронного генератора, работающего параллельно с сетью большой мощности, осуществляется путем изменения внешнего момента и тока возбуждения. Чтобы обеспечить требуемый режим работы генератора, обычно одновременно регулируют и ток возбуждения, и вращающий момент.
Рассмотрим два предельных случая регулирования: а) момента при неизменном токе возбуждения; б) тока возбуждения при неизменном внешнем моменте.
Работа генератора с неизменным током возбуждения
Í а
Принимая полезную мощность (отдаваемую в сеть), равной электромагнитной Р = т (Е 0 /Х сн ) U sin θ , для соотношения мощностей Р 1 и Р 2 имеем Р 1 /Р 2 = sinθ 1 /sinθ 2 . Таким образом, при увеличении мощности с Р 1 до Р 2 вектор ЭДС É 0 поворачивается в сторону опережения и образует с вектором Ú угол θ 2 . Конец вектора É 0 скользит по окружности радиусом, равным Е 0 , так как ток возбуждения остается неизменным.
Соединив конец вектора Ú с концом вектора É 02 , получим вектор jÍа 2 X сн . Вектор тока Íа 2 перпендикулярен падению напряжения jÍа 2 X сн , а его модуль определится из соотношения
I a2 /I a1 = |Í а2 X сн |/|jÍ а1 X сн |.
При уменьшении мощности с Р 1 до Р 3 следует уменьшить момент, приложенный к валу генератора. При этом новый угол θ 3 меньше угла θ 1 . Построение всех векторов (рис. 6.35, а) на диаграмме и в этом случае аналогично описанному в предшествующем примере.
Векторные диаграммы синхронного генератора при различных режимах нагрузки
Приведенные диаграммы показывают, что при изменении внешнего момента, приложенного к валу синхронного генератора, работающего параллельно с сетью, изменяется не только активная, но и реактивная мощность. Следовательно, для того чтобы обеспечить наиболее благоприятный или требуемый режим работы генератора, при изменении активной мощности необходимо регулировать и ток возбуждения.
Система возбуждения генератора
... их настройка. В данной дипломной работе представлена основная часть такой системы управления. 2. Общие сведения о генераторах и системах возбуждения генераторов. электромеханические индукционные генераторы переменного тока электромагнит Современный генератор электрического тока - это внушительное сооружение из ...
Работа генератора с неизменным моментом
синхронный генератор сеть мощность
Р = mUI a cos φ
образные характеристики синхронного генератора
Р = (mЕ 0 U/Xсн )sinθ = const.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kontrolnaya/parallelnaya-rabota-sinhronnogo-generatora/
1. Рабинович И. Н., Шубов Н. Г.
2. Хрущев В. В.
3. Ермолин Н. П.
4. Иванов-Смоленский А. В., Н. В. Астахов, Б. Л. Крайз, Е. М. Лопухина и др.
7. Кацман М. М.
— Проектирование электрических машин /И. П. Копылов, Ф. М. Горяинов, Б. К. Клоков и др. М., 1980.
