Частота вращения ротора генератора допускается при включении методом самосинхронизации - NEVINKA-INFO.RU

Частота вращения ротора генератора допускается при включении методом самосинхронизации

Автоматическое включение по способу самосинхронизации Автоматическое включение по способу самосинхронизации При этом способе генератор невозбуждённым раскручивается до подсинхронной

Частота вращения ротора генератора допускается при включении методом самосинхронизации

Автоматическое включение по способу самосинхронизации

Автоматическое включение по способу самосинхронизации

При этом способе генератор невозбуждённым раскручивается до подсинхронной скорости (скольжение составляет ±2–3%) и включается на параллельную работу, то есть включается генераторный выключатель и на обмотку статора подаётся напряжение. Затем, устройством АГП включается возбуждение, появляется синхронный момент и генератор втягивается в синхронизм. При аварийной ситуации указанная величина скольжения может быть превышена. В практике отмечены случаи, когда методом самосинхронизации включались на параллельную работу турбогенераторы со скольжением +20% и гидрогенераторы с демпферными обмотками со скольжением ±15% (скольжение считается положительным, если частота вращения ротора включаемого генератора меньше частоты уже работающих генераторов системы). Время переходных процессов при включении генераторов методом самосинхронизации обычно не превосходит 1–2 с.

После включения генератора с ωS в обмотке возбуждения наводится ЭДС, пропорциональная ωS. Обмотка возбуждения должна быть замкнута на гасительное сопротивление (чтобы не было пробоя изоляции) либо на якорь возбудителя.

Сразу после включения выключателя на ротор будут воздействовать следующие моменты (до подачи возбуждения):

· Избыточный механический момент турбины МТ;

· Средний асинхронный момент МАС;

· Момент явнополюсности (момент реакции) МЯП, обусловленный магнитной несимметрией ротора генератора по продольной и поперечной осям;

· Синхронный момент, развиваемый генератором в результате взаимодействия поля ротора, возникшего под воздействием тока возбуждения и поля статора.

Асинхронный момент всегда действует в сторону снижения угловой частоты скольжения, т. е. в сторону втягивания генератора в синхронизм.

Для ТГ МАС больше, чем для ГГ, но в области малых скольжений и для ТГ и для ГГ .

В области больших скольжений относительно небольшой МТ легко подавляет МАС и генератор входит в синхронизм. При равенстве –МТ=МАС наступает установившийся режим. Частота вращения генератора не будет меняться, но он будет вращаться с частотой меньше синхронной, т. е. со скольжением Sy.

МЯП изменяется с двойной частотой скольжения и он электрически независим. При малых скольжениях МЯП может превысить МАС.

Процесс втягивания генератора в синхронизм происходит следующим образом. При вращении генератора с частотой, меньшей синхронной, после включения обмотки статора под напряжение сети возникает асинхронный момент, который подтягивает генератор до малых значений скольжений. (С остановленного состояния при закрытом направляющем аппарате под влиянием асинхронного момента к подсинхронной скорости могут быть подтянуты гидрогенераторы с демпферными обмотками; время разворота гидрогенератора составляет 8–12 с.) Когда скольжение станет небольшим, включается возбуждение генартора и возникает синхронный момент, который обеспечивает втягивание генератора в синхронизм после нескольких качаний. Влияние реактивного момента (момента явнополюсности) при этом сказывается незначительно, поскольку за период изменения угла δ от 0 до 180° его среднее значение равно нулю.

В точках 1 и 1` возможно наступление синхронного режима, т. е. в этих точках возможна синхронизация. Если синхронизм наступил в точке 1 – это хорошо, если в точке 1` – это плохо (проворот ротора на 1800), чтобы этого не допустить одновременно с включением выключателя включается АГП.

Благоприятными частотами скольжения являются fS=1–1.5 Гц (частота, при которой происходит включение выключателя). Чем больше fS, тем больше вероятность наступления асинхронного режима после подачи тока возбуждения.

Чем выше скорость нарастания тока в обмотке возбуждения, тем выше вероятность возникновения асинхронного режима, поэтому при самосинхронизации АРВ сильного действия и форсировку возбуждения (ФВ) выводят из действия на 1–2 с.

При включении генератора методом самосинхронизации, генератор испытывает толчок тока включения, эквивалентного току КЗ за сопротивлением генератора. Это объясняется тем, что генератор невозбуждён, следовательно, его ЭДС равна нулю, а . Сопротивление генератора лежит в пределах: . Схема замещения генератора с ротором, замкнутым на гасительное сопротивление, эквивалентна схеме замещения трансформатора, первичная обмотка которого включается под напряжение, а вторичная замкнута на активное сопротивление.

В первый момент времени эквивалентное индуктивное сопротивление генератора имеет наименьшее значение и определяется значением (сопротивление ветви намагничивания Хμ мало). С течением времени свободные токи уменьшаются и уменьшается их размагничивающее действие; значение Хμ схемы замещения увеличивается. Эквивалентное индуктивное сопротивление генератора возрастает.

После затухания свободного тока в успокоительной обмотке ротора эквивалентное индуктивное сопротивление машины оценивается приблизительно переходным индуктивным сопротивлением по продольной оси Хd’.

Свободный ток обмотки статора, вызванный им апериодический ток в контурах ротора и свободный ток в демпферной обмотке затухают примерно через 0,04–0,06 с, так что наибольшее действующее значение тока статора при включении под напряжение сети UC невозбуждённого генератора может определяться выражением

, (7.18)

поэтому и момент при включении будет меньше, чем при КЗ. Уравнительный ток при самосинхронизации будет также меньше уравнительного тока при точной синхронизации, если генератор включится при угле δ=180º. Это объясняется тем, что при самосинхронизации ЭДС генератора отсутствует (т. е. числитель в формуле 7.18 при точной синхронизации в 2 раза больше, а ещё Xd”

Частота вращения ротора генератора допускается при включении методом самосинхронизации

При включении генератора способом самосинхронизации должны быть соблюдены следующие условия:

генератор должен быть невозбужденным;

частота вращения включаемого генератора должна быть близка к частоте вращения генераторов энергосистемы;

допускаемая разность частот генератора и сети 1-1,5 Гц.

Перед включением генератора его обмотка ротора должна быть замкнута на гасительное сопротивление для исключения опасного для изоляции этой обмотки воздействия ЭДС частоты скольжения, наводимой в обмотке ротора.

В первый момент после включения генератор работает в режиме асинхронной машкны, при этом на ротор генератора действует асинхронный вращаеющий момент, который направлен на уменьшение разности частот вращения включаемого генератора и генераторов энергосистемы, т.е. асинхронный момент способствует втягиванию генератора в синхронизм.

Кроме асинхронного момента на ротор генератора действует еще момент явнополюсности, обусловленный магнитной несимметрией ротора генератора в продольной и поперечной осях. Момент явнополюсности — знакопеременный, его знак меняется с двойной частотой скольжения. При больших скольжениях, когда преобладает асинхронный момент, влияния момента явнополюсности практически незаметно. При малых скольжениях и небольшом механическом моменте на валу турбины момент явнополюсности может вызвать втягивание генератора в синхронизм. Однако при этом возможно такое положение ротора, при котором синхронный момент, возникающий после подачи возбуждения, будет иметь знак, противоположный знаку момента явнополюсности. И так как синхронный момент значительно больше момента явнополюсности, произойдет выталкивание ротора на одно полюсное деление, что создаст нежелательное дополнительное динамическое воздействие на машину. Для исключения указанного явления возбуждение на обмотку ротора подается без задержки, сразу после включения выключателя генератора. В этих условиях на ротор генератора начинает действовать синхронный вращающий момент, обеспечивающий окончательное втягивание генератора в синхронизм.

Включение генератора в сеть сопровождается броском тока. Согласно схеме замещения, приведенной на рис. 6.2, ток включения определяется по выражению

где — сверхпереходное сопротивление генератора по продольной оси; — сопротивление энергосистемы.

Рис. 6.2. Расчетная схема замещения при самосинхронизации

Включение генератора способом самосинхронизации сопровождается также снижением напряжения на выводах генератора, что оказывает неблагоприятное влияние на работу потребителей, подключенных к тем же шинам, что и генераторы электростанции.

Напряжение на шинах электростанции можно определить по выражению

Используя уравнения (6.4) и (6.3), получаем

По мере втягивания генератора в синхронизм происходят уменьшение тока и повышение напряжения . Основным достоинством способа самосинхронизации является возможность достаточно быстрого по сравнению со способом точной синхронизации включения генератора в сеть. Это особенно важно при включении генератора в аварийных условиях, когда возникает необходимость в быстром включении резервных генераторов. Поэтому включение генераторов в аварийных условиях рекомендуется производить способом самосинхронизации независимо от значения уравнительного тока.

Электростанции

  • Главная
  • карта сайта
  • статьи

Навигация

  • Меню сайта
    • Организация эксплуатации
    • Электрические схемы
    • Турбогенераторы
    • Трансформаторы и автотрансформаторы
    • Распределительные устройства
    • Электродвигатели
    • Автоматика

    Способ самосинхронизации

    Способ самосинхронизации исключает возможность несинхронных включений в сеть синхронных машин. При включении синхронных машин в сеть методом самосинхронизации генератор разворачивается первичным двигателем до скорости, примерно равной синхронной, и без возбуждения включается в сеть, сразу после этого машине дается возбуждение и она сама втягивается в синхронизм. Во избежание повреждения изоляции из-за перенапряжений обмотка возбуждения генератора в момент включения замкнута на гасительное сопротивление, якорь возбудителя или специальные сопротивления для самосинхронизации, предусмотренные в схемах возбуждения.
    Если пренебречь влиянием активных сопротивлений, то магнитное поле, возникающее в синхронной машине после включения ее в сеть, должна быть такой величины, чтобы индуктированная им в обмотках статора э. д. с. уравновешивала напряжение сети. Магнитное поле статора создается периодическими слагающими тока, протекающего по обмоткам статора, и состоит из вынужденного синхронно вращающегося поля, индуктирующего в контурах ротора токи с частотой скольжения и свободного неподвижного в пространстве поля, затухающего с постоянной времени Га и индуктирующего в контурах ротора тока с частотой. Токи в контурах ротора препятствуют проникновению магнитных потоков в ротор, и последние вынуждены замыкаться по путям с большим магнитным сопротивлением, поэтому начальные значения токов статора могут быть больше установившихся значений.
    Токи в обмотках статора после включения машины в сеть уменьшаются за счет затухания свободных апериодических составляющих и уменьшения периодических составляющих после понижения величины скольжения до значений, определяемых током возбуждения, или до значений, определяемых синхронными сопротивлениями, если в ротор не подано возбуждение. Максимально возможный бросок тока в первый момент включения равен: где х0 — относительное сопротивление сети, приведенное к мощности подключаемого генератора.
    Из формулы видно, что токи в обмотках генератора при включении способом самосинхронизации не зависят от скольжения и не превышают величины токов при коротком замыкании на выводах статора, на которые машина рассчитывается заводом. Увеличение окольжения в момент включения затягивает время вхождения машины в синхронизм. Так как все современные турбогенераторы включаются на параллельную работу блоком с трансформатором, величины уравнительных токов при самосинхронизации всегда будут меньше, чем ток короткого замыкания. точильно шлифовальный станок тут
    Магнитная и электрическая не симметрия ротора вызывает пульсации периодических токов статора с двойной частотой скольжения 2fs и колебания апериодических токов с частотой. Это явление сглаживается наличием успокоительных контуров на роторе.
    Плавное нарастание тока в обмотке возбуждения машины и созданного им магнитного поля ротора после включения АГП вызывает появление дополнительных переменных токов в обмотках статора. Если величина скольжения 2—3%, эти токи мало заметны, а при скольжениях более 5% персонал замечает значительные колебания по амперметрам статора, которые сами по себе не представляют опасности для машины, но могут вызвать недопустимые колебания напряжения в сети, вредно отражающиеся на работе потребителей. Во избежание этого явления нужно стремиться к тому, чтобы включать машины со скольжениями 2—3%. Если же по условиям работы станции нужно разрешать включения с большим скольжением (но не более 5%), то в схемах предусматривают задержку включения АГП (подачи возбуждения) на небольшое время, достаточное для уменьшения скольжения до 2—3%.

    Частота вращения ротора генератора допускается при включении методом самосинхронизации

    Большая Энциклопедия Нефти и Газа

    Самосинхронизация — генератор

    Самосинхронизация генераторов на электростанциях газопроводов осуществляется двумя способами. [1]

    Самосинхронизация генераторов обладает рядом существенных преимуществ. К ним относятся: простота схемы и аппаратуры; надежность работы устройств; быстрота включения генератора в сеть, что особенно важно при появлении дефицита мощности в энергосистеме в аварийных условиях. [2]

    При самосинхронизации генератора с вентильной системой возбуждения опасность перенапряжений не возникает только в том случае, когда в момент включения выключателя и в дальнейшем наведенный в роторе ток имеет направление, совпадающее с направлением тока выпрямителя. [3]

    Способ самосинхронизации генератора заключается во включении его в сеть без возбуждения ( с отключенным автоматом гашения поля) при подсинхронной частоте вращения ротора с последующей подачей возбуждения; в момент включения генератора в сеть шунто-вой реостат в цепи возбуждения возбудителя должен находиться в положении, соответствующем возбуждению холостого хода генератора. Устройство автоматики воздействует на турбину, доводит частоту вращения агрегата до подсинхронной ( разность частот генератора и сети не должна превышать 1 0 Гц или 2 %), затем включает невозбужденный генератор в сеть и подает на него возбуждение. Возникающий в первый момент включения асинхронный момент подтягивает частоту вращения генератора к подсинхронной, а ПОЯВЛЯЮЩИЙСЯ при подаче возбуждения синхронный момент обеспечивает втягивание генератора в синхронизм. В первый момент включения генератора в сеть по методу самосинхронизации наблюдается значительный бросок тока статора и резкое изменение момента на валу агрегата. [4]

    Способ самосинхронизации генератора заключается во. Устройство автоматики воздействует на турбину, доводит частоту вращения агрегата до подсинхронной ( разность частот генератора и сети не должна превышать 1 Гц, или 2 %), затем включает невозбужденный генератор в сеть и подает на него возбуждение. Возникающий в первый момент включения асинхронный момент подтягивает частоту вращения генератора к подсинхронной, а появляющийся при подаче возбуждения синхронный момент обеспечивает втягивание генератора в синхронизм. В первый момент включения генератора в сеть по методу самосинхронизации наблюдается значительный бросок тока статора и резкое изменение момента на валу агрегата. [5]

    Способ самосинхронизации генератора заключается во включении его в сеть без возбуждения ( с отключенным автоматом гашения поля) при подсинхронной частоте вращения ротора с последующей подачей возбуждения; в момент включения генератора в сеть на выводах системы возбуждения должно быть напряжение, соответствующее возбуждению холостого хода генератора. Устройство автоматики воздействует на турбину, доводит частоту вращения агрегата до подсинхронной ( разность частот генератора и сети не должна превышать 1 Гц, или 2 %), затем включает невозбужденный генератор в сеть и подает на него возбуждение. Возникающий в первый момент включения асинхронный момент подтягивает частоту вращения генератора к подсинхронной, а появляющийся при подаче возбуждения синхронный момент обеспечивает втягивание генератора в синхронизм. В первый момент включения генератора в сеть по методу самосинхронизации наблюдается значительный бросок тока статора и резкое изменение момента на валу агрегата. [6]

    Сыромят-никовьш метод самосинхронизации генераторов имеет в этих условиях преимущества по сравнению с обычными методами, позволяя резко ускорить процесс синхронизации. Этот метод заключается в предварительном включении в сеть генераторов без возбуждения и последующей подаче значительного возбуждения, приводящей к втягиванию их в синхронизм. [8]

    Включение методом самосинхронизации генераторов с непосредственным охлаждением обмоток допускается только в аварийных условиях. При работе нескольких генераторов на шины генераторного напряжения способ самосинхронизации не всегда применим; он допускается только в тех случаях, когда выполняется требование: / 0 3 5 / НОМ. [9]

    АПВ с самосинхронизацией генераторов ( АПВС) применяется главным образом на линиях, связывающих удаленные гидроэлектростанции с системой, а также на подстанциях с синхронными компенсаторами в случае, если более простые типы АПВ ( НАПВ, Б АПВ) не могут быть применены. [11]

    Каким образом осуществляется самосинхронизация генераторов . [12]

    Для обеспечения возможности самосинхронизации генератора защита автоматически вводится в действие примерно через 1 с после появления тока в статоре генератора. [13]

    Далее, на промышленных электростанциях находит большое применение самосинхронизация генераторов вместо точной синхронизации генераторов при включении их на параллельную работу, выполняемой вручную, а также автоматическое регулирование напряжения генераторов. [14]

    Далее, на промышленных электростанциях находит большое применение самосинхронизация генераторов вместо точной синхронизации генераторов при включении их на параллельную работу, выполняемой вручную, а также автоматическое регулирование напряжения генераторов, преимущественно при помощи компаундирования с электромагнитными корректорами напряжения. [15]

    Автоматическое включение по способу самосинхронизации

    Страницы работы

    Содержание работы

    Автоматическое включение по способу самосинхронизации

    При этом способе генератор невозбуждённым раскручивается до подсинхронной скорости (скольжение составляет ±2–3%) и включается на параллельную работу, то есть включается генераторный выключатель и на обмотку статора подаётся напряжение. Затем, устройством АГП включается возбуждение, появляется синхронный момент и генератор втягивается в синхронизм. При аварийной ситуации указанная величина скольжения может быть превышена. В практике отмечены случаи, когда методом самосинхронизации включались на параллельную работу турбогенераторы со скольжением +20% и гидрогенераторы с демпферными обмотками со скольжением ±15% (скольжение считается положительным, если частота вращения ротора включаемого генератора меньше частоты уже работающих генераторов системы). Время переходных процессов при включении генераторов методом самосинхронизации обычно не превосходит 1–2 с.

    После включения генератора с ωS в обмотке возбуждения наводится ЭДС, пропорциональная ωS. Обмотка возбуждения должна быть замкнута на гасительное сопротивление (чтобы не было пробоя изоляции) либо на якорь возбудителя.

    Сразу после включения выключателя на ротор будут воздействовать следующие моменты (до подачи возбуждения):

    · Избыточный механический момент турбины МТ;

    · Средний асинхронный момент МАС;

    · Момент явнополюсности (момент реакции) МЯП, обусловленный магнитной несимметрией ротора генератора по продольной и поперечной осям;

    · Синхронный момент, развиваемый генератором в результате взаимодействия поля ротора, возникшего под воздействием тока возбуждения и поля статора.

    Асинхронный момент всегда действует в сторону снижения угловой частоты скольжения, т.е. в сторону втягивания генератора в синхронизм.

    Для ТГ МАС больше, чем для ГГ, но в области малых скольжений и для ТГ и для ГГ .

    В области больших скольжений относительно небольшой МТ легко подавляет МАС и генератор входит в синхронизм. При равенстве –МТАС наступает установившийся режим. Частота вращения генератора не будет меняться, но он будет вращаться с частотой меньше синхронной, т.е. со скольжением Sy.

    МЯП изменяется с двойной частотой скольжения и он электрически независим. При малых скольжениях МЯП может превысить МАС.

    Процесс втягивания генератора в синхронизм происходит следующим образом. При вращении генератора с частотой, меньшей синхронной, после включения обмотки статора под напряжение сети возникает асинхронный момент, который подтягивает генератор до малых значений скольжений. (С остановленного состояния при закрытом направляющем аппарате под влиянием асинхронного момента к подсинхронной скорости могут быть подтянуты гидрогенераторы с демпферными обмотками; время разворота гидрогенератора составляет 8–12 с.) Когда скольжение станет небольшим, включается возбуждение генартора и возникает синхронный момент, который обеспечивает втягивание генератора в синхронизм после нескольких качаний. Влияние реактивного момента (момента явнополюсности) при этом сказывается незначительно, поскольку за период изменения угла δ от 0 до 180° его среднее значение равно нулю.

    В точках 1 и 1` возможно наступление синхронного режима, т.е. в этих точках возможна синхронизация. Если синхронизм наступил в точке 1 – это хорошо, если в точке 1` – это плохо (проворот ротора на 180 0 ), чтобы этого не допустить одновременно с включением выключателя включается АГП.

    Благоприятными частотами скольжения являются fS=1–1.5 Гц (частота, при которой происходит включение выключателя). Чем больше fS, тем больше вероятность наступления асинхронного режима после подачи тока возбуждения.

    Чем выше скорость нарастания тока в обмотке возбуждения, тем выше вероятность возникновения асинхронного режима, поэтому при самосинхронизации АРВ сильного действия и форсировку возбуждения (ФВ) выводят из действия на 1–2 с.

    При включении генератора методом самосинхронизации, генератор испытывает толчок тока включения, эквивалентного току КЗ за сопротивлением генератора. Эти сопротивления лежат в пределах: . Схема замещения генератора с ротором, замкнутым на гасительное сопротивление, эквивалентна схеме замещения трансформатора, первичная обмотка которого включается под напряжение, а вторичная замкнута на активное сопротивление.

    В первый момент времени эквивалентное индуктивное сопротивление генератора имеет наименьшее значение и определяется значением (сопротивление ветви намагничивания Хμ мало). С течением времени свободные токи уменьшаются и уменьшается их размагничивающее действие; значение Хμ схемы замещения увеличивается. Эквивалентное индуктивное сопротивление генератора возрастает.

    После затухания свободного тока в успокоительной обмотке ротора эквивалентное индуктивное сопротивление машины оценивается приблизительно переходным индуктивным сопротивлением по продольной оси Хd’.

    Свободный ток обмотки статора, вызванный им апериодический ток в контурах ротора и свободный ток в демпферной обмотке затухают примерно через 0,04–0,06 с, так что наибольшее действующее значение тока статора при включении под напряжение сети UC невозбуждённого генератора может определяться выражением

    , (7.18)

    поэтому и момент при включении будет меньше, чем при КЗ. Уравнительный ток при самосинхронизации будет также меньше уравнительного тока при точной синхронизации, если генератор включится при угле δ=180º. Это объясняется тем, что при самосинхронизации ЭДС генератора отсутствует (т.е. числитель в формуле 7.18 при точной синхронизации в 2 раза больше, а ещё Xd

    Синхронизация генераторов: способы и их преимущества

    Электростанции средней и высокой мощности состоят из нескольких синхронных генераторов с параллельным подключением к сети переменного тока. Это предотвращает полное отключение потребителей при неисправностях оборудования. Для запуска машин необходима процедура безопасного включения. От ее продолжительности и условий протекания во многом зависит работоспособность оборудования станции.

    Особенность работы синхронных ГУ состоит в том, что при запуске из состояния покоя ротор не может начать самостоятельное движение и нуждается в принудительном раскручивании до скорости вращения электромагнитного поля статора. При включении электромашин возникают пусковые токи, которые нередко сравнимы с показателями короткого замыкания, что может привести к снижению сетевого напряжения. При затяжном пуске резко возрастает риск перегрева рабочих узлов. Все эти нюансы учитывают при разгоне ротора до подсинхронной скорости, после чего генераторная установка включается в сеть с соблюдением ряда условий. Этот процесс и называется синхронизацией генератора с сетью.

    Для чего нужна синхронизация генераторов и что это такое?

    В перечень условий входят:

    • соблюдение идентичности чередования фаз электрической сети и машины;
    • равенство напряжений и частот:
    • совпадение по фазе векторов напряжений.

    Перечисленные операции проводятся вручную или специальными автоматическими устройствами. Промежуточный вариант: часть операций выполняет персонал, а часть — автоматически. В современных системах электроснабжения предпочтение отдается автоматике. Для выполнения этой сложной и ответственной процедуры электростанции оборудуются автосинхронизаторами.

    Способы синхронизации

    Применение одного из перечисленных методов позволяет предотвратить обесточивание шин, повреждение коммутационного оборудования и электрогенератора.

    Синхронизация генераторов на параллельную работу осуществляется тремя способами:

    • точной синхронизации с выравниванием напряжения и частоты машины и сети с включением в момент совпадения фаз;
    • самосинхронизацией с замыканием обмотки возбуждения ГУ, приблизительно равных частотах и включении с последующим возбуждением;
    • синхронизацией через индуктивное сопротивление с включением при близких значениях напряжения и частоты (применяется в автономных электростанциях).

    Перечисленные методы имеют достоинства и недостатки. Их выбор зависит от вида и назначения ГУ, ее мощности, требований к параметрам напряжения и частоты.

    Точная синхронизация электростанций

    Для выполнения всех ее условий требуется несколько минут времени и наличие особого навыка у персонала. Операция не опасна для оборудования, так как номинальное значение тока не превышается. Она используется на генераторных установках большой мощности, где время опережения задается автоматикой. Это позволяет предотвратить возникновение сверхтоков при включении.

    При выполнении соблюдаются следующие критерии:

    • различие напряжений сети и генераторной установки не более 1 % при наличии АВР с функцией автоматической подгонки, а при его отсутствии или ручном регулировании — 5 %;
    • угол напряжений не более 10 градусов;
    • отклонение частот не более 0,1 %.

    Соблюдение условий достигается с помощью регулировки тока возбуждения машины и изменения вращающего момента вала. Контроль параметров производится по расположенным на пульте управления вольтметрам, частотометрам и синхроноскопу, которые подключают к трансформатору.

    Недостатки точной синхронизации:

    • сложность подгонки всех параметров;
    • большой временной интервал, поскольку при авариях в системе может занимать несколько десятков минут, а важно обеспечить быстрое включение;
    • высокая вероятность механических повреждений при большом угле напряжений;
    • возможность использования только на высокомощных электростанциях с турбинами.

    Преимущества способа заключаются в том, что при избежании ошибок переходные процессы при параллельном соединении генераторов очень незначительны и кратковременны.

    Способ самосинхронизации

    Этот метод позволяет значительно сократить продолжительность подготовительных процедур и имеет единственное условие включения: разница скорости вращения генераторов должна быть не более 2-3 Гц. Точная подгонка остальных величин на производится.

    При включении ГУ этим способом стремятся минимизировать время входа в синхронизм и изменения напряжения и тока. Для этого подключаемой машине дается перевозбуждение. Разность скоростей агрегатов должна быть не более 3-5 % их синхронной скорости вращения, а ускорение составляет не более 1 Гц/с. Лучше всего производить параллельное подключение генераторов при уменьшении разности их скоростей вращения. Сокращение процесса происходит при более высокой скорости подключаемой ГУ. В этом случае агрегат сразу берет на себя нагрузку и производит генерирование.

    Недостаток самосинхронизации — снижение напряжения на шинах станции и броски тока в цепи генератора. Если мощность подключаемого дизельного агрегата равна общей мощности станции падение напряжения порой достигает 40 %, а броски тока в 2-4 раза превышают номинал.

    Синхронизация дизель-генераторов и газовых электростанций через индуктивное сопротивление

    Метод через сопротивление часто называют грубой синхронизацией. Его достоинства заключаются в простоте операций и высокой вероятности безаварийного включения.

    Его используют в автономных системах энергоснабжения.

    Последовательность действий состоит в приведении Гу во вращение, возбуждении и последующем подключении на шины при достижении околосинхронных значений напряжения и частоты. Окончательная синхронизация происходит через сопротивление после возникновения электрической связи с сетью.

    Недостаток способа — большие толки и качания. По этой причине он применяется в автономных системах, мощность которых значительно уступает станциям централизованного энергоснабжения.

    Особенности автоматических синхронизаторов (АС)

    Современные АС выполняют точную автоматическую синхронизацию с помощью микропроцессора. Они имеют соответствующее климатическое исполнение и выполняют:

    • регулирование частоты ГУ импульсами противоположных знаков для достижения оптимального значения;
    • регулирование напряжения с заданной точностью;
    • выбор установки времени опережения;
    • индикацию состояния АС и ГУ;
    • контроль и диагностику отказов с распознаванием неисправностей и недостоверности данных;
    • передачу информации по сети;
    • сохранение данных.

    Устройства оснащаются программным обеспечением с моделью объекта регулирования для выбора предварительных настроек и обучения персонала. В них предусмотрены режимы ручного и автоматического тестирования. Оборудование выпускается в виде отдельного модуля, устанавливается в шкаф автоматики или предлагается как панель синхронизации. При этом функции у всех разновидностей одинаковые.

    Основные положения правил технической эксплуатации

    Синхронизация генераторов производится в соответствии с правилами технической эксплуатации и устройства электроустановок. Согласно стандартам РФ способ точной автоматической синхронизации предусматривается для турбогенераторов мощностью более 3 МВт и гидрогенераторов от 50 МВт. В аварийных ситуациях используется самосинхронизация без учета системы охлаждения и технических характеристик агрегатов.

    Самосинхронизация допустима для турбогенераторов мощностью до 3 МВт и для установок этого типа с косвенным охлаждением, оснащенных трансформаторами. А также для гидрогенераторов мощностью до 50 МВт.

    Ручные настройки применяются для генераторов до 15 МВт, а при работе двух и более параллельно подключенных ГУ используется автоматическое и полуавтоматическое оборудование. При ручном методе обязательна блокировка от несинхронного включения.

    Соответствующие устройства размещаются на центральном или местном пульте управления, главном или блочном щите. Помимо автоматики все ГУ должны быть оборудованы ручными настройками с блокировкой от несинхронного включения.

    При введении в сеть двух генераторов с общим выключателем их необходимо синхронизировать между собой самосинхронизацией, а затем с сетью точной настройкой.

    Самосинхронизация обязательна при ликвидации аварий. При этом соблюдается правило, что сверхпереходный ток не превышает номинальный в 3 раза.

    Процесс синхронизации может осуществляться только специально обученным персоналом. Для точной ручной настройки параметров необходимы специалисты высокой квалификации. Алгоритмы этого процесса постоянно совершенствуются, внедряются новые цифровые технологии, устройства управления. Важно выбрать правильный вариант оборудования.

    Специалисты ГК «ЭнергоПроф» предоставляют комплексные услуги по оснащению систем автономного энергоснабжения блоками АВР с функцией блокировки и устройств АС. Мы производим синхронизацию ГУ с последующим техническим обслуживанием и обучаем персонал станции.

    Вращающие моменты при самосинхронизации

    Самосинхронизация генераторов.

    Обмотка возбуждения генератора закорачивается на гасительное сопротивление. Ротор генератора разворачивается турбиной до частоты вращения, близкой к синхронной, и генератор без возбуждения включается в сеть. После чего обмотка возбуждения раскорачивается и в неё подается возбуждение. Возникающие в генераторе электрические моменты обеспечивают подтягивание ротора к синхронной частоте вращения и его втягивание в синхронизм.

    При самосинхронизации нет необходимости соблюдать условия точной синхронизации. Частота вращения генератора разрешается со скольжением. Самосинхронизация осуществляется довольно быстро, в этом и заключается одно из основных преимуществ этого способа, особенно в аварийных режимах когда частота отлична от 50Гц и меняется. Аппаратура просто и надежна.

    Максимальное амплитудное значение этого тока определяется формулой:

    iуд = Куд√2 E″/ (Xd″г + Xс + Xd″с),

    где E″ − продольная ЭДС эквивалентного генератора энергосистемы за сверхпереходным индуктивном сопротивлением Xd″с; Xс − эквивалентное индуктивное сопротивление сети, через которое генератор связан с энергосистемой; Xd″г, и Xd″с − сверхпереходные индуктивные сопротивления подключаемого и эквивалентного генераторов по продольной оси; Куд − коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей тока, обычно Куд равен 1,8 − 1,95.

    при включении генератора на сборные шины бесконечной мощности:

    iуд = Куд√2 E″/ Xd″г.

    Наличие больших уравнительных токов является существенным недостатком способа самосинхронизации. Напряжение на генераторе может быть определено по формуле

    Уравнительный ток, протекающий через генератор, определяется так:

    Совместное решение уравнений дает снижение напряжения на выводах генератора:

    ΔU = Uс Xс / (Хг + Xс)

    По мере втягивания генератора в синхронизм напряжение на сборных шинах восстанавливается. Это определяется, во-первых, тем, что сопротивление генератора увеличивается (так, для гидрогенератора Хd = ЗXd″) и, во-вторых, действием регулятора напряжения и устройства форсировки возбуждения. Втягивание генератора в синхронизм происходитсравнительно быстро, за 1 – 2.

    Вращающие моменты при самосинхронизации.

    Рассмотрим моменты, действующие на ротор генератора в процессе самосинхронизации.

    На холостом ходу избыточный момент турбины идет на ускорение агрегата:

    Тj dω /dt = Mт – Мс,

    где ω − частота вращения; Тj − инерционная постоянная времени агрегата; Mт − момент турбины: Мс − момент сопротивления вращению.

    После включения генератора в сеть возникают электромагнитные моменты: асинхронный, реактивный и синхронный :

    Тj dω /dt + Мас + Мр + Мсин = Mт – Мс

    Если избыточный момент турбины равен нулю, то дальнейшее изменение частоты вращения возможно только за счет электромагнитных моментов.

    Асинхронный момент Мас является одним из определяющих моментов, обеспечивающих вхождение генератора в синхронизм. Именно за счет асинхронного момента происходит подтягивание ротора генератора к синхронной частоте вращения. Асинхронный момент генератора создается за счет взаимодействия вращающегося магнитного потока статора и токов, наведенных им в обмотке возбуждения, успокоительной обмотке ротора и массиве стали ротора. Для гидрогенератора без успокоительной обмотки величина среднего асинхронного момента для практических расчетов может быть выражена так:

    Реактивный момент Мр определяется взаимодействием вращающегося поля статора с явно выраженными полюсами ротора. Величина реактивного момента рассчитывается по формуле:

    Реактивный момент не играет существенной роли при самосинхронизации генератора, поскольку его величина, в отличии от среднего асинхронного момента не столь велика.

    Для ГГ Мр=0,2-0,4Мном. Изменяется с двойной частотой скольжения, ротор генератора может втянуться в синхронизм как при угле 0 0 так и при 180 0 .

    Синхронный момент Мсинх обеспечивает втягивание ротора генератора в синхронизм.

    Вследствие запаздывания в обмотке возбуждения, ток возбуждения нарастает постепенно. Поэтому после подачи возбуждения синхронный момент устанавливается не мгновенно, а нарастает по экспоненциальному закону с постоянной времени Td‘.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: