Основные положения теории. Большинство синхронных генераторов работает параллельно с электри-ческой сетью, т

Большинство синхронных генераторов работает параллельно с электри-ческой сетью, т. е. вырабатываемая электрическая энергия поступает в единую энергосистему, к которой подключены несколько источников. Начальной стадией параллельной работы машины с сетью является процесс включения ее в сеть, т. е. синхронизация машины с сетью. При этом стараются добиться условий, когда при включении ток статора генератора будет равен нулю. В зависимости от того, как выполняются операции при подключении синхронной машины, различают два способа синхронизации: точную и грубую (само-синхронизацию).

Точной синхронизацией машины называют такую, при которой процесс включения машины протекает практически при отсутствии тока в цепи якоря (статора), поэтому необходимо выполнить следующие предварительные операции:

1) довести частоту вращения машины до величины, близкой к синхронной, что можно выполнить с помощью первичного двигателя. При этом частота ЭДС подключаемого генератора примерно равна частоте напря-жения сети;

2) регулируя возбуждение синхронной машины, установить ЭДС на зажимах подключаемого генератора, равную напряжению сети;

3) проверить соотношение последовательности фазных напряжений сети и подключаемого генератора (правильность чередования фаз);

4) в момент включения генератора на параллельную работу с сетью напряжение генератора и напряжение сети должны быть в фазе.

При выполнении указанных операций векторы напряжения сети и ЭДС генератора будут совпадать по фазе и вращаться с одинаковой частотой. Проверить условие равенства напряжения генератора и напряжения сети можно с помощью вольтметра. Выполнение всех остальных условий проверяется с помощью ламповых и стрелочных синхроноскопов. Схема включения ламповых синхроноскопов показана на рис. 50, где ламповый синхроноскоп включен по схеме вращения света. Медленное его вращение указывает на примерное равенство значений частоты сети и генератора. Если ламповый синхроноскоп собран по схеме вращения света, а в действительности получено одновременное погасание ламп, то это сигнализирует о неправильном чередовании фаз генератора и сети. При этом необходимо поменять местами начало двух фаз обмотки статора генератора. Включить генератор на параллельную работу в сеть можно после выполнения всех операций, перечисленных выше, в тот момент, когда гаснет лампа синхроноскопа (см. рис. 50), сигнализирующая о выполнении последней операции (см. п. 4), т. е. напряжение сети и ЭДС генератора находятся в фазе.

Ламповые синхроноскопы применяют для генераторов небольшой мощ-ности, для мощных генераторов используют электромагнитные стрелочные синхроноскопы.

Суть метода грубой синхронизации (самосинхронизации) заключается в том, что генератор включается в сеть в невозбужденном состоянии () при частоте вращения, близкой к синхронной. Предварительно следует убедиться в правильности чередования фаз. После включения обмоток статора генератора в сеть немедленно включают обмотку возбуждения и генератор втягивается в синхронизм. При самосинхронизации генератора появляются толчки тока в обмотке статора, не превышающие .

18.1.1. Регулирование реактивной мощности генератора

После включения генератора на параллельную работу с сетью его напря-жение становится равным напряжению сети. Ток, проходящий по обмотке якоря генератора, можно определить по формуле:

, (60)

где – ЭДС х. х. генератора;

– полное индуктивное сопротив-ление синхронной машины, по про-дольной оси.

Так как напряжение сети , то можно изменить ток статора, регулируя ЭДС по величине или по фазе. Если увеличить ток возбуждения генератора, то > , возникает ток , отстающий от на 90^о. Машина будет отдавать в сеть чисто индуктивный ток и реактивную мощность (рис. 52). Рис. 52. U -образные

характеристики генератора

При уменьшении тока возбуждения ток статора опережает ЭДС на 90^о, и машина будет потреблять реактивную мощность (см. рис. 52). При непрерывном изменении тока возбуждения ток в статоре и также изменяются, причем при некотором значении тока возбуждения ток в статоре достигает своего минимума, а . U -образные характеристики генератора можно получить при различных значениях мощности.

18.1.2. Регулирование активной мощности генератора

Активную мощность генератора можно регулировать изменением момента, развиваемого приводным двигателем генератора. Увеличение вращающего момента двигателя приводит к тому, что генератор принимает на себя активную нагрузку, и наоборот – уменьшение момента приводного двигателя приводит к тому, что синхронная машина потреблять из сети активную мощность.