17.Условия параллельной работы генераторов постоянного тока. Условия параллельной работы генераторов

Параллельная работа генераторов.

Условия параллельной работы генераторов:

1. Равенство напряжений работающего и подключаемого генератора.

2. Равенство их частот.

3. Совпадение порядка чередования фаз.

4. Равенство углов сдвига между ЭДС каждого генератора и напряжением на шинах, (последнее условие сводится к геометрически одинаковому положению роторов генераторов относительно обмоток своих статоров).

После подключения генератора на шины, при соблюдении всех вышеперечисленных условий синхронизации, его ЭДС равна по значению и противоположна по фазе напряжению сети, поэтому ток в цепи генератора равен нулю, т.е генератор работает без нагрузки. Механическая мощность приводного двигателя полностью затрачивается на покрытие потерь. Отсутствие тока в обмотке статора генератора приводит к тому, что обмотка статора не создает вращающегося магнитного поля и в генераторе действует лишь магнитное поле возбуждения, вращающееся вместе с ротором с угловой частотой, но не создающее электромагнитного момента. Если увеличить вращающий момент приводного двигателя, то ротор генератора, получив некоторое ускорение, сместится относительно своего первоначального положения на угол в направлении вращения. На такой же угол окажется сдвинутым вектор ЭДС генератора относи­тельно своего положения, соответствующего режиму холостого хода генератора. В результате в цепи статора появится результирующая ЭДС, которая создаст в цепи обмотки статора ток. Ток создает магнитное поле, вращающееся синхронно с ротором и создающее вместе с полем ротора, результирующее магнитное поле синхронной машины. Таким образом, с появлением тока в обмотке статора синхронного генератора, работающего параллельно с сетью, генератор получает электрическую нагрузку, а приводной дизель дополнительную механическую нагрузку. При этом механическая мощность приводного двигателя расходуется не только на покрытие потерь х.х генератора, но и частично преобразуется в электромагнитную мощность генератора. Следовательно, электромагнитная мощность синхронного генерато­ра представляет собой электрическую активную мощность, преобразованную из части механичес­кой мощности приводного двигателя. Активная мощность синхронного генератора, отдаваемая в сеть, меньше электромагнитной мощности на значение, равное сумме электрических потерь в обмотке статора и добавочных потерь при нагрузке.

Параллельная работа дизель-генераторов:

Для получения удовлетворительной параллельной работы дизель-генераторов переменного тока необходимо удостовериться, что выполняется требование согласованности регулятора оборотов дизеля и автоматического регулятора напряжения генератора.

Обслуживающий персонал должен иметь четкое представление, что такое активная и реактив­ная мощность и какие устройства контролируют распределение соответствующей нагрузки между дизель-генераторами.

Для многих электромехаников, первый раз имеющих с этим дело, или работавших на судах, с генераторами постоянного тока, эти вопросы зачастую вызывают проблемы, и данная инструкция призвана помочь ответить на многие неясные вопросы.

Синхронизация, подключение генератора на шины обычно не вызывают проблем пока регуля­торы оборотов дизеля, регуляторы напряжения генератора и все электрические контактные сое­динения находятся в нормальном рабочем состоянии. Однако, если регулятор оборотов дизеля, к примеру, работает неправильно, то это является причиной колебания частоты и синхронизировать генератор будет очень трудно, хотя и нужно попытаться. Синхронизация, при неправильных усло­виях ввода генераторов на параллельную работу, может стать причиной обесточивания судна, со всеми вытекающими из этого последствиями, в чем могли убедиться многие электромеханики. Синхронизация, при нарушении условия совпадения по фазе, вызывает увеличение напряжения в обмотке возбуждения, которое при определенных условиях может вызвать выход из строя главного выпрямителя.

Распределение активной нагрузки (kW)

Когда генераторы синхронизированы и подключены на шины, они становятся электрически соеди­ненными вместе, а это значит, что напряжение и частота одинаковы для всех генераторов, подклю­ченных в параллель. Увеличение подачи топлива на одном дизеле, не будет причиной повышения частоты, соединенного с ним генератора, относительно других. Результат увеличения подачи топ­лива может быть следствием принятия на себя большей части от общей активной нагрузки одним из генераторов, в то же время вызывая небольшое повышение частоты на шинах. После подключе­ния генератора на параллельную работу, активная (kW) нагрузка распределяется между работаю­щими генераторами вручную, соответствующими регуляторами оборотов дизеля на панели ГРЩ.

Дальнейшее распределение активной нагрузки при любых изменениях осуществляются автоматически, при условии правильно настроенных регуляторах дизелей! Это автоматическое распределение активной нагрузки обусловлено наклоном характеристики регулятора оборотов дизеля, который уменьшает частоту вращения (около 4% без нагрузки) и увеличивает частоту вращения при полной нагрузке. Например, если на ненагруженном дизеле частота 62 Гц, то при полной загрузке частота будет около 59.5 Гц.

Если у ненагруженного и полностью нагруженного дизеля изменение частоты вращения происходит одинаково для всех машин, то и распределение активной нагрузки между ними будет одинаковым.Если изменение частоты вращения неодинаково, то и распределение наг­рузки будет не синхронным.

Для того, чтобы определить правильно ли происходит уменьшение частоты вращения дизеля, рассмотрим следующий пример: допустим, что работает один генератор (назовем его №1), он полностью нагружен и его частота равна 61 Гц. Проверим падение частоты, при вводе на парал­лельную работу генератора №2 (ненагруженного, но уже подключенного на шины). Распределе­ние нагрузки будет осуществляется только с помощью регулятора частоты вращения дизеля №2, поэтому частота на шинах все еще 61 Гц и ваттметр ДГ№2 показывает почти нулевую нагрузку. При воздействие на регулятор оборотов ДГ№2, нагрузка с ДГ№1 будет переходить на ДГ№2, изменяя подачу топлива на ДГ№1, когда ваттметр ДГ№1 покажет «О», нагрузка полностью перейдет на ДГ№2 и мы можем проверить частоту на шинах, она будет около 58.5 Гц или на 4% ниже первоначального значения.

Также может быть проверен другой дизель и если уменьшение частоты вращения при полной нагрузке у разных машин не одинаково, то необходимо настраивать регуляторы оборотов дизелей. Другой, заслуживающий внимания момент, это демпфирование. Если демпфирование слишком слабoe, есть опасность, что стрелка ваттметра начнет колебаться из-за того, что регуляторы будут стремиться погасить внезапные забросы нагрузки. Неустойчивое колебание нагрузки, определяемое по стрелке ваттметра и вызванное нестабильностью регуляторов дизелей, может в конце концов привести к полному обесточиванию судна! Люфт, мертвый ход, или износ в регуляторе оборотов дизеля, может привести тому же самому результату.

Распределение реактивной нагрузки (kVAr)

Хорошо известно, что в источниках переменного тока нагрузка не чистая активная (kW), a сумма активной и реактивной (kVar) нагрузки.

Активнаянагрузка, измеряемая в (kW), это мощность, развиваемая дизелями и передаваемая потребителям электроэнергии (электродвигателям, источникам тепла, лампам и т.д) и в дальнейшем, преобразованная в крутящий момент, тепло и свет.

Реактивнаянагрузка, измеряемая в (kVAr), включает в себя магнитные силы в электродвигателях, трансформаторах и т.д. Величина реактивной мощности не влияет наактивную нагрузку, а это значит, что дизеля не воспринимают высокую или низкую величину реактивной мощности!!! Для генератора, однако, эта нагрузка очень важна, как общая нагрузка!

Общаянагрузка, называемая так же мнимая (кажущаяся), измеряется в (kVA). Реактивная нагрузка должна быть равномерно распределена между генераторами, и это распределение регулируется тематически регуляторами напряжения генераторов!

Как это происходит: мы знаем, что когда генераторы работают нормально, их напряжения могут изменяться в незначительной степени от значения регулируемого реостатом на контрольной плате регулятора напряжения. Любые попытки выполнить то же самое на, работающих в параллели генераторах, не будут вызывать изменения напряжения в соответствующем генераторе, подключенном на общую шину, и конечно, следует устанавливать равные значения напряжения генераторов, единственный результат этой попытки, это изменение фактора мощности определенного генератора, т.е распределение их общей реактивной нагрузки, вместе с понижением или повышением напряжения на шинах. Следовательно, когда генераторы работают в параллельном режиме, определение реактивной нагрузки может быть выставлено подстроечным потенциометром на самом регуляторе напряжения (на некоторых судах он выведен прямо в генераторную секцию ТЩ). Последующее увеличение реактивной нагрузки должно быть автоматически перераспределено между работающими генераторами. Это достигается путем увеличения или уменьшения напряжения в регуляторе, что соответственно уменьшает или увеличивает реактивную нагрузку.

Защита генераторов.

U/S (Under Speed)- это защита генератора от перевозбуждения, при снижении оборотов дизеля. Когда обороты дизеля уменьшаются до значений, установленных на подстроечном сопротивлении U/S, загорается красный светодиод и напряжение генератора начинает уменьшаться до значения 10В. на 1Гц.

Для того, чтобы правильно настроить защиту от перевозбуждения, необходимо: запустить дизель, вывести его на номинальные обороты 60Гц и затем уменьшить на 6Гц частоту вращения, т.е по­лучить 54Гц на шинах ГРЩ. Затем необходимо потенциометром U/S добиться загорания красного светодиода. После этого снова вывести дизель на номинальные обороты 60Гц и потенциометр U/S больше никогда больше не перестраивать!

STABILITY- сопротивление для устойчивости. Предназначено для удержания постоянного напряжения, при повышении или понижении нагрузки. Регулировка потенциометра "STAB" может быть осуществлена только для генератора, работающего на холостом ходу и заключается в следующем: устанавливаем потенциометр в среднее положение и начинаем медленно вращать по часовой стрелке, при этом чувствительность дизеля возрастает, и напряжение начинает колебаться. Вращение против часовой стрелки от среднего положения уменьшает чувствительность дизе­ля, и колебания напряжения уменьшаются. Регулировку производить крайне осторожно, из-за возможного большого падения напряжения при увеличении нагрузок самоиндукции. Возникновение э.д.с. в электрической цепи в результате изменения магнитного потока, создава­емого током, в той же самой цепи, называется самоиндукцией.

VOLT- сопротивление для регулировки напряжения, работает в паре с дополнительным подстроечным резистором, расположенном на самом регуляторе напряжения, или на генератор­ных панелях ГРЩ. Регулировка потенциометра "VOLT" следующая: вывести дизель на номи­нальные обороты, перевести потенциометры (VOLT) в среднее положение, отрегулировать напряжение генератора (Ux.x должно быть равно 450-452В), дополнительным потенциометром на ГРЩ или на регуляторе добиться наиболее точных значений.

Все регулировки U/S, STAB, VOLT должны производится без нагрузки на генераторе, с выключенным автоматом, т.е на холостом ходу!!!

P/F - сопротивление для регулировки реактивной нагрузки при параллельной работе генера­торов. Регулировка потенциометра "P/F" следующая: выравниваем активную нагрузку на всех работающих генераторах, сравнивая показания щитовых амперметров (кА) на ГРЩ. На регуляторе генератора, требующего регулировки, переводим потенциометр в среднее положение и начинаем вращение против часовой стрелки, следя по кА за чувствительностью потенциометра. Вращение потенциометра по часовой стрелке уменьшает реактивную нагрузку соответствующего генера­тора. Регулировкой P/F добиться равномерного распределения реактивной нагрузки между всеми, работающими генераторами, при одинаковой активной нагрузке!

Требования к береговому электроснабжению.

Во время питания электрооборудования судна с берега:

1. Обращать особое внимание на состояние и параметры электрооборудования обеспечивающего питание с берега (клеммы, АВ, контакторы, кабель, и т.д).

2. Обеспечивать постоянный контроль суммарного тока нагрузки судовых потребителей.

3. Рассчитывать предполагаемую нагрузку, до подключения потребителей.

4. Обеспечивать постоянный контроль температуры кабеля берегового питания

5. Исключить возможность механических воздействий и повреждения кабеля берегового питания

6. Производить обозначение кабеля берегового питания соответствующими табличками.

7. При наличии на ГРЩ переключателя берегового питания на шины 440В и 220В обращать внимание на его положение

8. Если напряжение СЭС составляет 440В, то перед тем как перейти на береговое питание 380В, производить переключение обмоток трансформаторов освещения, если предусмотрено, в целях повышения вторичного напряжения до 220В. Перед переходом на СЭС не забывать восстанавливать схему соединения обмоток.

Читайте также:

lektsia.com

33. Способы включения синхронных генераторов на параллельную работу.

Включение генераторов переменного тока на параллельную ра­боту можно производить тремя способами:

1. точной синхронизацией,

2.грубой синхронизацией

3. самосинхронизацией

Точная синхронизация преследует цель получения иде­ального случая включения генераторов на параллельную работу. Этот метод считается основным, так как он предусматривает плав­ный ввод генераторов в работу.

На рис 102 представлена принципиальная однолинейная схема точной синхронизации генераторов трехфазного тока. Включение

генераторов производится в следующей последовательности (пред­положим, что генератор Г/ работает, Г2—подключается)

1. С помощью регулятора возбуждения РВ регулируют величи­ну постоянного тока возбуждения (пунктирной линией условно обозначена обмотка возбуждения) и по вольтметрам V уравнива­ют напряжения генераторов

2. С помощью переключателя ПСД воздействуют на элекгро-серводвигатель СД, который механически связан с регулятором топливоподачи и изменяет подачу топлива (или пара) первичного двигателя ПД. Тем самым изменяют частоту вращения генератора, а значит, и ею электрическую частоту. Регулирование производят до тех пор, пока показания обоих частотомеров Иг не станут равными.

3.Выключателем В включают одну обмотку синхроноскопа на шины электростанции (на генератор ГУ), а другую переключате­лем П — на напряжение генератора Г2. Угол сдвига фаз.

1.разность напряжений генераторов — не более 10% ; 2.несовпадение по фазе - не более 8—12 эл. град., 3. расхождение частот — не бо­лее 1%.

Процесс включения генераторов способом точной синхрониза­ции в большинстве случаев автоматизирован, и тогда ошибки ис­ключаются

Схема грубой синхронизации генераторов представ­лена на рис. 104. Само название говорит о том, что данный способ не преследует обеспечения идеальных условий включения генера­торов на параллельную работу. Наоборот, в целях упрощения про­цесса включения генераторов преднамеренно идут на определенный бросок тока, величина которого ограничивается индуктивным со- противлением.

Следовательно, при грубой синхронизации, в отличие от точной, включение генераторов на параллельную работу обычно произво­дится при наличии угла сдвига фаз между напряжениями генера­торов.

Способ включения генераторов па параллельную работу грубой синхронизацией более прост, так как исключается процесс точной подгонки частоты вращения и выбора момента совпадения фаз на­пряжений генераторов На современных судах применяют оба спо­соба. В спокойной обстановке пользуются точной синхронизацией, так как она не вызывает бросков тока и механических деформации Автоматизируется обычно точная синхронизация, грубая— автома­тизируется реже

Схема самосинхронизации генераторов .

При этом провал напряжения практически до­стигает 30~-40% номинального, полное время восстановления на­пряжения равно нескольким секундам По этой причине способ са­мосинхронизации можно применять только на тех судах, где подоб­ные колебания напряжения в течение нескольких секунд не оказы­вают вредного воздействия на работу потребителей электроэнергии, установленных на судне. Весьма заманчиво то, что способ включе­ния генераторов на параллельную работу самосинхронизацией очень легко автоматизируется, но из-за возникновения больших уравнительных токов и колебаний напряжения его применяют редко.

После включения генераторов на параллельную работу одним из трех рассмотренных способов возникает необходимость равно­мерного распределения нагрузки между генераторами.

На ГРЩ, судовой электростанции среди прочих электроизмери­тельных приборов установлены амперметры и киловаттметры, по показаниям которых можно судить о величине нагрузки на данный генератор Однако качественно нагрузка генераторов переменного тока разделяется на активную и реактивную.

Активная нагрузка потребителями электроэнергии преобразу­ется в механическую, тепловую, световую.

, при перераспределении актив­ной нагрузки генераторов объектом регулирования является не сам генератор, а его приводной двигатель.

Амперметры генераторов показывают величину полного тока и дают представление об активной и реактивной нагрузках. Если по­казания ваттметров свидетельствуют о равномерном распределении активной нагрузки, а показания амперметров не одинаковы, зна­чит, не одинаково распределена реактивная нагрузка. В этом слу­чае достаточно соответствующим образом изменить э. д с ге­нераторов. Регулятором возбуждения можно, например, умень­шить ток возбуждения, а следовательно, и э. д. с генератора, что приведет к сбросу части реактивной нагрузки с него. Равномерное распределение реактивной нагрузки между параллельно работаю­щими генераторами обычно осуществляется автоматически, без участия обслуживающего персонала. При распределении реактив­ной нагрузки между генераторами объектом регулирования явля­ется сам генератор, регулируемой величиной его э. д. с

studfiles.net

Параллельная работа синхронных генераторов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Передвижные электростанции

Параллельным называется такое присоединение генераторов, при котором их обмотки подключены к общим шинам одноименными зажимами.

Параллельно работающие генераторы должны отдавать в сеть ток одинаковой частоты, и поэтому генераторы с одинаковым числом пар полюсов должны вращаться со строго одинаковой скоростью. При параллельной работе нескольких генераторов с разным числом пар полюсов скорости их вращения должны быть обратно пропорциональны числам пар полюсов, а частота тока, вырабатываемого генераторами, — одинаковой.

Включение синхронных генераторов на параллельную работу чаще всего бывает вызвано необходимостью создания мощных источников питания для обеспечения надежного и бесперебойного снабжения потребителей электрической энергией. Вместе с тем параллельная работа нескольких генераторов на общую сеть позволяет полнее использовать их мощность, а также создает возможность вывода в ремонт любого из работающих генераторов.

Рис. 1. Кривые зависимости тока возбуждения от нагрузки синхронного генератора

Схема подключения синхронного генератора к электрической сети на параллельную работу с другими генераторами показана на рис. 2.

Рассмотрим кратко условия и процесс подключения синхронного генератора к сети на параллельную работу.

Включая генератор для параллельной работы с другими генераторами, необходимо принять меры, исключающие возможность возникновения больших толчков тока и ударных электромагнитных сил, способных вызвать повреждение генератора или нарушение работы электрической сети, в которую включается генератор.

Рис. 2. Схема подключения синхронного генератора к сети на параллельную работу: а — векторная диаграмма напряжений, б — схема включения ламп синхроноскопа «на погасание», в — схема включения ламп синхроноскопа «на вращение света», г — кривые напряжений сети и генератора при синхронизации

Для возможности параллельной работы необходимо равенство напряжений включаемого генератора UT и сети Uc или уже работающего генератора UT.р; напряжения UT и Uc должны быть в фазе. Равенство напряжений генератора и сети достигается регулированием скорости вращения включаемого генератора путем воздействия на регулятор скорости первичного двигателя или изменения величины тока возбуждения генератора.

Частота включаемого генератора должна быть равна частоте сети. Чередование фаз генератора и сети должно быть одинаково.

Кроме того, необходимо, чтобы проверяемые вольтметровым переключателем ВП напряжения генератора и сети, взятые между любыми двумя проводами, были равны по величине и противоположны по фазе. Противоположность фаз напряжений генератора и сети между всеми тремя парами проводов возможна только при одинаковом порядке чередования фаз сети и генератора.

При точном соблюдении указанных условий векторы напряжений (рис. 2, а) генератора и сети совпадут, разности напряжений будут равны нулю и не будет толчков тойа при включении генератора в сеть.

Несоблюдение условий синхронизации может привести к возникновению между генератором и сетью крайне нежелательных и, при известных условиях, опасных для обмоток генератора уравнительных токов.

Для синхронизации генераторов применяют специальные приборы-синхроноскопы, наиболее простыми из которых являются ламповые. Лампы синхроноскопа могут быть подключены по схеме «на погасание» или на «вращение света».

Синхронизируя генератор с сетью по схемам, показанным на рис. 2, бив, включают параллельно одной из ламп нулевой вольтметр, конструкция которого характерна тем, что начальные деления его шкалы более удалены друг от друга («растянуты»), чем остальные, чтобы даже при малой разности напряжений отклонения стрелки прибора были значительными. Генератор подключают к сети тогда, когда стрелка вольтметра стоит на нуле шкалы прибора *. Если до начала синхронизации лампы схемы будут загораться и гаснуть, это укажет на неодинаковую последовательность чередования фаз генератора и сети. В таком случае, чтобы при синхронизации генераторов добиться правильной работы схемы, следует поменять местами любые два провода, идущие к рубильнику от сети или от генератора.

При рассмотрении способов и схем синхронизации целесообразно кратко ознакомиться с процессом наступления момента синхронизации. Для такого ознакомления удобнее всего воспользоваться приведенным на рис. 2, г. графиком напряжений сети и генератора. В процессе синхронизации из-за некоторого несовпадения частот эти напряжения периодически оказываются близкими то к положению совпадения фаз, то к положению противоположности фаз. Фазы совпадают, когда напряжения действуют согласно, и противоположны, когда напряжения действуют встречно. Это приводит к тому, что все лампы схемы, приведенной на рис. 2, б, периодически то ярко светятся, то гаснут, а одна из ламп схемы, показанной на рис. 2, в, гаснет в то время, как остальные две лампы этой схемы светятся ярко. Таким образом, с помощью ламп, включенных по схеме, приведенной на рис. 2, б или в, определяют с необходимой точностью момент совпадения частот генератора и сети по фазе, равенство частот и порядок чередования фаз.

Читать далее: Устройство карбюраторных двигателей

Категория: - Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Параллельная работа генераторов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Передвижные электростанции

Мощность передвижных электростанций сравнительно невелика, поэтому включать в сеть, питаемую такой электростанцией, мощные электродвигатели, особенно короткозамкнутые, нельзя из-за опасности повредить оборудование электростанции и в-первую очередь обмотки генератора вследствие возникающих при этом значительных электродинамических усилий.

В случаях когда необходимо получить источники электроэнергии, превышающие мощность одной электростанции, создают такую схему, при которой обеспечивается совместная параллельная работа нескольких генераторов на общую сеть.

Параллельной работой нескольких генераторов обеспечивается не только возможность пуска относительно крупных электродвигателей, но и более высокое качество вырабатываемой электроэнергии, так как при этом достигается постоянство частоты и напряжения даже при значительных колебаниях нагрузок, что очень важно для обеспечения нормальной работы потребителей электроэнергии.

Пуск, работа и остановка электростанций с параллельно работающими генераторами имеют отличительные особенности, которые необходимо знать машинисту электростанции.

Для того чтобы два или несколько генераторов могли быть включены на параллельную работу, должны быть соблюдены следующие условия.

Равенство напряжений. Напряжение подключаемого генератора должно равняться напряжению на зажимах уже работающего генератора или, что то же самое, напряжению на шинах щита. Это равенство проверяют по вольтметру на щите станции.

Равенство частот. Частота тока подключаемого генератора должна быть равна частоте, показываемой частотомером на шинах синхронизации.

Частоту подключаемого генератора регулируют увеличением или уменьшением числа оборотов генератора, соответственно изменяя число оборотов первичного двигателя. Число оборотов двигателя контролируется счетчиком оборотов (тахометром).

Совпадение по фазе напряжения подключаемого генератора с напряжением уже работающих генераторов или с напряжением на шинах.

Одинаковая последовательность чередования фаз. Это значит, что порядок (последовательность) чередования фаз подключаемого генератора должен соответствовать порядку чередования фаз работающих машин.

Несоблюдение хотя бы одного из перечисленных условий при включении генератора на параллельную работу влечет за собой возникновение между генераторами значительных уравнительных токов, опасных как для самих генераторов, так и для всей аппаратуры, включенной между ними. Строгое выполнение указанных условий позволяет без особых затруднений включать генераторы на параллельную работу.

Создание условий для включения генератора в сеть на параллельную работу называется синхронизацией.

Для синхронизации машин пользуются обычными лампами накаливания, включенными по схеме «на затухание» или «на вращение света».

Синхронизацию генератора, а затем включение его на параллельную работу производят в такой последовательности.

Проверяют напряжение и частоту работающего генератора № 1, а затем подключаемый генератор № 2 приводят во вращение первичным двигателем с номинальной скоростью и, регулируя ток в цепи возбуждения генератора, добиваются получения напряжения, равного напряжению генератора № 1 или шин щита. Воздействуя на регулятор первичного двигателя генератора № 2, изменяют его скорость так, чтобы получить частоту, равную частоте генератора № 1. Проверку производят по показаниям частотомеров.

Для определения правильности чередования фаз и момента, когда можно подключить машину для параллельной работы, пользуются ламповым указателем момента синхронизации — ламповым синхроноскопом.

Если лампы включены по схеме «на затухание», то при одинаковом чередовании фаз подключаемой машины и сети сначала лампы мигают быстро и одновременно, а затем медленно и, наконец, совершенно гаснут. В момент полного погасания ламп подключают машину № 2 к шинам, нч которые уже работает машина № 1.

Для более точного определения наилучшего момента подключения генератора на параллельную чработу в схему вводят нулевой вольтметр, а лампы включают так, как показано на рис. 142,6. При одинаковом чередовании фаз синхронизируемых генераторов лампы мигают поочередно и при расположении их по кругу создается впечатление вращения. Подключать генератор на общие шины надо в момент, когда две лампы загорятся полным накалом, третья лампа погаснет, а стрелка вольтметра будет стоять на нуле.

Рис. 1. Схемы включения ламп для синхронизации генераторов: а — на затухание, б — на вращение света

Если при включении ламп синхроноскопа по схеме рис. 142, а вместо одновременного погасания и загорания всех трех ламп получится вращение света, а при схеме 142,6 — одновременное погасание и загорание света, это будет указывать на неправильное чередование фаз генератора и сети.

Для правильной работы указанных схем необходимо поменять местами начала двух фаз обмотки статора генератора.

Для включения двух генераторов на параллельную работу применяют также метод точной синхронизации и самосинхронизации.

В схеме по методу точной синхронизации (рис. 2) использованы два частотомера, два вольтметра, две последовательно включенные лампы и нулевой вольтметр, присоединяемые к шинам синхронизации с помощью длинной и короткой вилок. При включении вилок нулевой вольтметр и контрольные лампы, присоединенные к шинам a1 и а2, окажутся под действием разности потенциалов этих шин.

Для подключения генератора на параллельную работу по схеме рис. 2 добиваются равенства напряжений и частот, а также одинаковой последовательности чередования фаз синхронизируемых генераторов, после чего в момент, когда лампы гаснут, а стрелка вольтметра находится у нуля, подключают генератор к шинам.

Синхронизация генераторов требует особой тщательности выполнения всех операций, так как допущенные при этом ошибочные действия очень часто приводят к повреждению генераторов, первичных двигателей и аппаратов.

Широкое распространение получает метод самосинхронизации, который очень удобен и -прост, поскольку не требует точного равенства напряжений и частот, а также точного совпадения последовательности чередования фаз работающего и синхронизируемого генераторов.

При методе самосинхронизации (рис. 3) невозбужденный генератор доводят до подсинхронной скорости (скорости, близкой к синхронной) и при разности частот подключаемого генератора и сети не более 1-2 гц включают генератор в сеть. После включения в сеть генератор возбуждают и он, без какого-либо участия персонала станции, входит в синхронную работу с работающими генераторами или, как говорят, «втягивается в синхронизм».

На схеме рис. 3 устройство синхронизации состоит из трансформатора котельного типа, подключенного к нему делителя напряжения, сигнальной лампы и пакетного переключателя.

К лампе подводится напряжение генератора и напряжение сети. Остаточное напряжение генератора подводится к лампе от конца одной фазы обмотки статора и от нулевой точки через предохранители, блок-контакт автомата и пакетный переключатель, а пониженное напряжение сети -от шин через трансформатор и делитель напряжения. Лампа служит для определения момента включения генератора и выбирается в зависимости от остаточного напряжения невозбужденного генератора, которое находится в пределах 3-24 в.

Рис. 2. Схема коммутации станции при точной синхронизации генераторов: 1 — автомат, 2 — трансформатор тока, 3 — обмотка статора, 4 — обмотка ротора, 5 — якорь возбудителя, 6 — обмотка возбуждения возбудителя. 7 -реостат в цепи возбуждения возбудителя, 8 — гнездо, 9 — лампы

Наступление момента для включения невозбужденного генератора определяют по тому, насколько четко загорается и гаснет лампа. Установить этот момент нетрудно, так как четкое загорание и потухание лампы наступает только тогда, когда разность частот подключаемого генератора и сети не превышает 1-2 гц. При большей разности частот (3-4 гц) лампа не успевает погаснуть, это и свидетельствует о том, что момент включения еще не наступил.

Включение генератора на параллельную работу с другим» генераторами методом самосинхронизации осуществляется следующим образом.

Включают главный рубильник, при этом блок-контакты будут замкнуты; вставляют ключи (штеккеры) в гнезда и таким образом соединяют пакетный переключатель с подключаемым генератором. Далее устанавливают штурвал реостата цепи возбуждения возбудителя в положение, при котором на зажимах включаемого генератора в режиме холостого хода создается напряжение, на 10-15 в превышающее напряжение на шинах, после чего разворачивают генератор, наблюдая за сигнальной лампой цепи самосинхронизации.

Рис. 3. Схема коммутации станции при самосинхронизации генераторов

В один из моментов четкого зажигания и потухания лампы включают рубильник и генератор оказывается включенным в сеть. При включении главного рубильника его блок-контакты размыкаются и отключают цепь самосинхронизации, а также разрывают цепь, шунтирующую обмотку возбуждения возбудителя, вследствие чего генератор возбуждается и входит в синхронизм. Самосинхронизация является наиболее надежным методом включения генераторов на параллельную работу.

При параллельной работе нескольких станций необходимо вести постоянное наблюдение за правильным распределением нагрузок между параллельно работающими генераторами. Активную и реактивную нагрузки следует распределять между параллельно работающими генераторами пропорционально их номинальным мощностям. Распределение нагрузок между работающими станциями производят путем изменения подачи топлива в первичные двигатели (регулирование активной нагрузки) или изменения тока возбуждения генераторов (регулирование реактивной нагрузки).

Отключение генератора, работающего параллельно с генераторами других электростанций, производят в такой последовательности. Воздействуя на регулятор первичного двигателя, уменьшают подачу топлива и, наблюдая за показаниями амперметров в течение 1-3 мин, доводят нагрузку до нуля, одновременно уменьшая силу тока статора. При полном отсутствии нагрузки и небольшой силе тока статора отключают главный рубильник (автомат) и, следовательно, генератор от шин щита электростанции.

О времени и причинах остановки станции, а также о замеченных во время дежурства ненормальностях в работе электрооборудования дежурный машинист делает соответствующие записи в журнале дежурств.

Читать далее: Организация ремонта двигателей

Категория: - Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Глава 21. Параллельная работа синхронных генераторов.

§ 21.1. Включение генераторов на параллельную работу.

На электрических станциях обычно устанавли­вают несколько синхронных генераторов, включае­мых параллельно для совместной работы (рис. 21.1). Наличие нескольких генераторов вместо одного суммарной мощности дает преимущества, объяс­няемые теми же соображениями, которые были из­ложены применительно к параллельной работе трансформаторов (см. § 2.2).

При включении синхронного генератора в сеть на параллельную работу необходимо соблюдать следующие условия: ЭДС генератора в момент подключения его к сети должна быть равна и проти­воположна по фазе напряжению сети (),частота ЭДС генератора должна быть равна часто­те переменного напряжения в сети ; порядок следо­вания фаз на выводах генератора должен быть таким же, что и на зажимах сети.

Приведение генератора в состояние, удовлетво­ряющее всем указанным условиям, называют син­хронизацией. Несоблюдение любого из условий син­хронизации приводит к появлению в обмотке статора больших уравнительных токов, чрезмерное значение которых может явиться причиной аварии.

Включить генератор в сеть с параллельно рабо­тающими генераторами можно или способом точной синхронизации, или способом самосинхронизации

Способ точной синхронизации. Сущность это­го способа состоит в том, что, прежде чем включить генератор в сеть, его приводят в состояние, удовле­творяющее всем вышеперечисленным условиям. Момент соблюдения этих условий, т. е. момент син­хронизации, определяют прибором, называемым синхроноскопом. По конструкции синхроноскопы разделяют на стрелочные и ламповые. Рассмотрим процесс синхронизации генераторов с применением лампового синхроноскопа, который состоит из трех ламп 1, 2, 3, расположенных в вершинах равносто­роннего треугольника.

При включении ламп по схеме «на погасание» (рис. 21.2, а) мо­мент синхронизации соответствует одновременному погасанию всех ламп. Предположим, что звезда ЭДС генератора враща­ется с угловой частотой , превышающей угловую частоту

враще­ния звезды напряжений сети .В этом случае напря­жение на лампах определяется геометрической суммой +;+;+(рис. 21.2, б).

Рис. 21.1. Включение синхронных генераторов

на параллельную работу:

Г1 - Г4 – синхронные генераторы, ПД1 -ПД4 - приводные двигатели

В момент сов­падения векторов звезды ЭДС с векторами звезды напряжений эта сумма достигает наибольшего значения, при этом лам­пы горят с наибольшим накалом (напряжение на лампах равно удвоенному напряжению сети). В последующие моменты времени звезда ЭДС обгоняет звезду напряже­ний, и напряжение на лампах уменьшается. В момент синхрониза­ции векторы ЭДС и напряжений занимают положение, при кото­ром , т.е. = 0, и все три лампы одновременно гаснут (рис. 21.2, в). При большой разности уг­ловых частот илампы вспыхивают час­то. Изменяя частоту вращения первичного двигателя, добиваются равенства , очем будет свидетельст­вовать погасание ламп на длительное время. В этот момент и следует замкнуть рубильник, после чего генератор окажется подключен­ным к сети.

Рис. 21.2. Ламповый синхроноскоп

Способ самосин­хронизации. Ротор не­возбужденного генера­тора приводят во вра­щение первичным дви­гателем до частоты вращения, отличающейся от синхронной не более чем на 2—5%, затем генератор подключают к сети. Для того чтобы избежать перенапряжений в обмотке ротора в момент подключения генератора к сети, ее замыкают на некоторое активное Сопротивление. Так как в момент подключения генератора к сети его ЭДС равна нулю (генератор не возбужден), то под действием напряжения сети в обмотке статора наблюдается резкий бросок тока, превышающий номинальное значение тока генератора. Вслед за включением обмотки статора в сеть подключают обмотку возбуждения к источнику постоянного тока и синхронный генера­тор под действием электромагнитного момента, действующего на его ротор, втягивается в синхронизм, т. е. частота вращения ротора становится синхронной. При этом ток статора быстро уменьшается.

При самосинхронизации в генераторе протекают сложные электромеханические переходные процессы, вызывающие значи­тельные механические воздействия на обмотки, подшипники и муфту, соединяющую генератор с турбиной. Влияние этих воздей­ствий на надежность генератора учитывается при проектировании синхронных генераторов. Способ самосинхронизации (грубой синхронизации) обычно применяют в генераторах при их частых включениях. Этот способ прост и легко автоматизируется.

studfiles.net

17.Условия параллельной работы генераторов постоянного тока.

Таких условий 2:

1) Полярность зажимов подключаемого генератора должна соответствовать

полярности шин;

2) ЭДС подключаемого генератора должна равняться напряжению

на шинах.

18. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ВОЗБУДИТЕЛЕМ. СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ МАШИН

Большинство синхронных машин имеет электромагнитное возбуждение. Источниками постоянного тока для обмоток возбуждения являются специальные системы возбуждения, к которым предъявляется ряд важных требований:

1) надежное и устойчивое регулирование тока возбуждения в любых режимах работы машины;

2) достаточное быстродействие, для чего применяется форсировка возбуждения, т. е. быстрое увеличение напряжения возбуждения до предельного значения, называемого потолочным. Форсировка возбуждения применяется для поддержания устойчивой работы машины во время аварий и в процессе ликвидации их последствий. Потолочное напряжение возбуждения выбирают не менее 1,8-2 номинального напряжения возбуждения. Скорость нарастания напряжения при форсировке возбуждения должна быть не менее 1,5-2 номинальных напряжений на контактных кольцах ротора в секунду;

3) быстрое гашение магнитного поля, т. е. уменьшение тока возбуждения машины до нуля без значительного повышения напряжения на ее обхмотках. Необходимость в гашении поля возникает при отключении генератора или повреждении в нем.

Для возбуждения синхронных машин применяется несколько систем. Простейшей из них является электромашинная система возбуждения с возбудителем постоянного тока (рис. 15). В этой системе в качестве источника используют специальный генератор постоянного тока GE, называемый возбудителем; он приводится во вращение от вала синхронного генератора, а его мощность составляет 1- 3 % мощности синхронного генератора. Ток возбуждения синхронной машины Iв относительно велик и составляет несколько сотен и даже тысяч ампер. Поэтому его регулируют с помощью реостатов, установленных в цепи возбуждения возбудителя. Возбуждение возбудителя осуществляют по схеме самовозбуждения (рис. 15) или независимого возбуждения от специального генератора постоянного тока GEA, называемого подвозбудителем (рис. 16). Подвозбудитель работает с самовозбуждением, и сопротивление резистора Rш2 при работе генератора не изменяется.

19. Методы синхронизации генераторов переменного тока. Алгоритм и условия подключения.

Существует 3 метода синхронизации: точной, грубой и самосинхронизации. Каждый из методов может выполняться вручную, полуавтоматически или автоматически. На современных судах наиболее часто применяют метод точной синхронизации, реже - грубой синхронизации и крайне редко - самосинхронизации. Такое различие объясняется особенностями каждого, способа.

Метод точной синхронизации. Суть метода состоит в том, что подключаемый генератор включается на шины ГРЩ с соблюдением всех условий синхронизации. Выполнение первого условия на практике осуществляется автоматически, так как СГ снабжены системами самовозбуждения и автоматического регулирования напряженияСВАРН. Равенство частот достигается подгонкой частоты подключаемого СГ к частоте работающего. Для этого на панели управления ГРЩ располагают реверсивные переключателиSB1 иSB2, при помощи которых включают серводвигательMl илиМ2 регулятора частоты вращения подключаемого СГ в ту или иную сторону. Визуальный контроль за выполнением первых двух условий на практике выполняется одновременно, поочередным подключением к каждому генератору вольтметраPV и частотомераPF переключателемS2.

Совпадение по фазе одноименных векторов фазных напряжений проверяется при помощи синхроноскопа ES и достигается при одинаковом положении роторов работающего и подключаемого генераторов по отношению к статорам. Для этого воздействуют короткими импульсами на серводвигатель регулятора частоты вращения подключаемого СГ, добиваясь момента, когда стрелка синхроноскопа расположится вертикально, напротив отметки на шкале прибора. В этот момент времени включают СГ на шины. Принципиальная схема точной ПРИ ПОМОЩИ автоматического синхронизации выключателяQF1 (QF2).

Принципиальная схема точной синхронизации.

При точном соблюдении условий синхронизации включение СГ на шины будет безударным, а сам генератор после включения останется работать в режиме холостого хода. После этого подключенный СГ нагружают активной нагрузкой, одновременно разгружая другой, для чего увеличивают подачу топлива (пара) у подключаемого ГА и одновременно уменьшают у другого. Распределяют активную нагрузку пропорционально номинальным активным мощностям генераторов и контролируют при помощи киловаттметров PW1 иPW2, обычно включаемых через трансформаторы токаТА1 иТА2 и напряженияTV4 иTV5.

Это означает, что AGM-батареи без участия генератора способны снабжать электропитанием более энергоемкие системы автомобиля.

AGM-батареи принимают заряд в два-три раза быстрее, т.е. после разряда быстрее заряжаются до 100%. Вследствие этого удается избежать длительно нахождения батареи в недозаряженном состоянии, что крайне губительно для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.Аккумуляторные батареи OPTIMA, обладая всеми преимуществами технологии AGM, отличаются еще и тем, что пластины в них не прямоугольные и плоские (как в батареях "классической" конструкции), а представляют собой длинные ленты, плотно скрученные в рулон (инновационная система SPIRALCEL®-TECHNOLOGY).

Вследствие использования такой конструкции батареи OPTIMA могут не только безопасно работать в любом положении и выдерживать вибрации, которые не может выдержать ни одна батарея "классической" конструкции, но и способны работать с поврежденным корпусом, например, с пробоинами. Констукция SPIRALCEL®-TECHNOLOGY дает возможность использовать такие батареи не только в качестве стартерных и не только в автомобилях, но и для питания электроприборов, а также в качестве бортовых источников тока на катерах и яхтах. Кроме перечисленных преимуществ батареи OPTIMA имеют еще более высокие пусковые характеристики (ток холодной прокрутки) и более продолжительный срок службы.

Стандартная современная 12-вольтовая автомобильная аккумуляторная батарея выполнена из шести последовательно соединенных между собой блоков разноименно заряженных пластин, каждый из которых и представляет собой простейший аккумулятор с выходным напряжением около 2 вольт. Положительно заряженная пластина (электрод) представляет собой свинцовую решетку с активной массой из двуокиси свинца (PbO2), а электрод со знаком минус - решетку с активной массой из губчатого свинца (Pb). Полублоки разноименно заряженных пластин вставляются друг в друга. Во избежание возникновения короткого замыкания между пластинами, их разделяют пористыми сепараторами из изоляционного материала. Собранные блоки помещаются в корпус и заливаются электролитом (раствором серной кислоты плотностью 1.27-1.29 г/см3). Полюса (баретки) крайних элементов соединяются с расположенными снаружи корпуса контактными выводами - борнами.

Если к аккумулятору подключить нагрузку, то свинцовые пластины с активной массой, электролит и нагрузка образуют замкнутую цепь. Внутри аккумулятора начинается химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начнет менять первоначальный состав, преобразуясь из губчатого свинца и его двуокиси в сернокислый свинец (сульфат свинца PbSO4), а плотность электролита начинает падать. В итоге, в цепи образуется направленное движение ионов, и течет электрический ток. Такой процесс представляет собой разряд аккумулятора. При подключении к аккумулятору внешнего источника тока начинается обратный процесс - заряд. При заряде активная масса пластин восстанавливает свой первоначальный состав, плотность электролита растет. Эти химические процессы можно описать следующими уравнениями:

- на положительной пластине: PbO2 + h3SO4 = PbSO4 + h3O + 2e;

- на отрицательной пластине: Pb + h3SO4 = PbSO4 + h3 - 2e.

Из всего вышесказанного следует, что количество запасаемой аккумулятором энергии (емкость) определяется объемом активной массы и электролита.

Пластины в нем представляли собой пакеты свинцовых решеток с запрессованной в них активной массой - пастой двуокиси свинца. Точно также и в современном свинцово-кислотном аккумуляторе активными веществами являются свинец и двуокись свинца, а электролитом - водный раствор серной кислоты.

В настоящее время помимо аккумуляторов "классической" конструкции (с жидким электролитом), существуют также гелевые батареи и батареи, созданные по технологии AGM.

Гелевые батареи - это модификация стандартных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, в которых вместо жидкого электролита используется так называемый "загущенный": в электролит добавляется загуститель, в результате чего он переходит из жидкого состояния в гелеобразное. "Гелеобразность" электролита предотвращает возможность его выливания и исключает газовыделение в процессе эксплуатации батареи. Основной же недостаток, присущий гелевым батареям - повышенное внутреннее сопротивление (следствие того, что электролит менее текучий). Это препятствует получению высоких токов, и именно поэтому гелевые батареи мало применяются в качестве стартерных автомобильных батарей, и используются, в основном, в качестве резервных источников питания.

Батареи конструкции AGM, к которым относятся, в частности, аккумуляторы VARTA Start-Stop Plus (ULTRA Dynamic), BOSCH S6 HighTech, BANNER RUNNING BULL, ATLAS ABX AGM , а также мотоциклетные аккумуляторные батареи VARTA FUNSTART AGM и BOSCH M6 AGM- это другой тип батарей, которые, с одной стороны, имеют положительные свойства гелевых батарей - способность работать в любом положении и отсутствие газовыделения при нормальном режиме эксплуатации - и одновременно с этим лишены присущих гелевым батареям недостатков.

Технология AGM (Absorbed Glass Mat) предполагает, что электролит в корпусе батареи находится не в свободном жидком или гелеобразном виде, а абсорбирован в высокопористой волокнистой стеклоткани-сепараторе, плотно прижатой к пластинам (при этом сам электролит – жидкий). В результате достигается высокая степень контакта электролита с активной массой пластин и, как следствие, снижается собственное сопротивление батареи.

AGM-батареи выдерживают в 3-4 раза больше циклов разряда-заряда, чем обычные свинцово-кислотные стартерные батареи.

AGM-батареи способны выдерживать более глубокие разряды: если обычные свинцово-кислотные стартерные батареи можно разряжать на 10-15% без возникновения необратимых повреждений, то AGM-батареи – на 25-30%. Это означает, что AGM-батареи без участия генератора способны снабжать электропитанием более энергоемкие системы автомобиля.

AGM-батареи принимают заряд в два-три раза быстрее, т.е. после разряда быстрее заряжаются до 100%. Вследствие этого удается избежать длительно нахождения батареи в недозаряженном состоянии, что крайне губительно для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

AGM-батареи имеют совершенно уникальные эксплуатационные свойства: AGM-батареи выдерживают в 3-4 раза больше циклов разряда-заряда, чем обычные свинцово-кислотные стартерные батареи.

AGM-батареи способны выдерживать более глубокие разряды: если обычные свинцово-кислотные стартерные батареи можно разряжать на 10-15% без возникновения необратимых повреждений, то AGM-батареи – на 25-30%.

Распределение реактивной нагрузки происходит автоматически путем воздействия систем самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения СВАРН обоих генераторов на токи возбуждения. При этом ток возбуждения подключенного СГ автоматически увеличивается, а другого уменьшается. Пропорциональность распределения

реактивной нагрузки проверяется при помощи килоамперметров РА1 иРА2, т. е. косвенно, так как эти приборы показывают полные, а не реактивные токи генераторов. Если у двух однотипных СГ одинаковы показания киловаттметров (т. е. одинаковы активные токи) и

неодинаковы показания килоамперметров, значит, неодинаковы реактивные токи.

Из всего изложенного следует, что включение СГ на параллельную работу представляет собой довольно трудную задачу. Основная трудность заключается в определении момента совпадения по фазе напряжений СГ, включаемых на параллельную работу. Для определения указанного момента при автоматической точной синхронизации используют синхронизаторы, а при точной синхронизации вручную применяют синхроноскопы.

Синхроноскопы. На практике применяют синхроноскопы двух типов: на лампах накаливания и на основе сельсинов

Простейший ламповый синхроноскоп имеет в своем составе синхронизирующую лампу HL, которую присоединяют к выводу генератора и шине сети так, как показано на рис. 6.4,а. Таким образом, указанная лампа оказывается включенной между одноименными выводамиС1обоих генераторов (рис. 6.4, б). При неодинаковых частотах СГ на зажимах лампыHL возникает напряжение биения (У6, представляющее собой сумму мгновенных значений напряжения сетиUc и ЭДСЕгподключаемого генератора ОгибающаяABCDE положительных полуволн напряжения биения, выполненная штриховой линией, характеризуется периодом биенияTs - l/fs и максимальным значением напряжения биения ./б т а х . На этой кривой точкамиВ иD обозначены узлы, в которых напряжение биения

(7б = 0. В моменты времени, соответствующие узлам, лампа IIL гаснет, а роторы СГ занимают одинаковое положение по отношению к статорным обмоткам, поэтому напряжение [/с и ЭДСЕг находятся в противофазе в контуре, образованном статорными обмотками, и взаимокомпенсируются.

3 условия синхронизации:

1. Порядок следования фаз у каждого из генераторов должен быть одинаковым.

2. Равное напряжение на обоих генераторах.

3. Одинаковая частота обоих генераторов.

studfiles.net

Параллельная работа синхронных генераторов

6.1, 6.3 Объясните, как осуществить вручную распределение активной и реактивной мощностей между параллельно работающими синхронными генераторами (СГ).По каким приборам можно судить об активной и реактивной мощности работающих СГ? Каким требованиям должны удовлетворять статические характеристики первичных двигателей и СГ?

В СЭЭС предусматривают как ав­тономную, так и параллельную рабо­ту ГА.

При автономной работе генерато­ры работают на отдельные, не связан­ные между собой секции шин ГРЩ, от каждой из которых получает питание отдельная группа потребителей электроэнергии.

При параллельной работе ГА под­ключают к общим шинам ГРЩ, от ко­торых получают питание потребители электроэнергии.

При изменении суммарной нагруз­ки на шинах ГРЩ изменяют количест­во параллельно работающих генера­торов с тем, чтобы нагрузка каждого генератора составляла 60—90% номи­нальной.

Различают длительную и кратковременную параллельную работу гене­раторов. Последнюю предусматривают на время перевода нагрузки с одного генератора на другой.

Режим параллельной работы ГА обладает следующими достоинствами:

обеспечивается работа каждого ГА при наивысших значениях к. п. д.;

не допускается работа ДГ при на­грузках менее 30% номинальной для предотвращения чрезмерного изнаши­вания деталей и повышения удельного расхода топлива;

обеспечивайся большая надеж­ность СЭЭС, так как при дроблении установленной мощности между не­сколькими ГА уменьшается вероят­ность отказа всей системы электро­снабжения в целом;

возможен перевод нагрузки с одно­го генератора на другой без перерыва питания потребителей;

снижаются колебания напряжения и частоты судовой сети при изменении нагрузки потребителей электроэнер­гии;

обеспечивается возможность ремон­та или профилактики части ГА с со­хранением электроснабжения судна исправными агрегатами.

К основным недостаткам парал­лельной работы генераторных агрега­тов относят:

увеличение токов к. з. в СЭЭС и со­ответствующее повышение требований к разрывной способности коммутаци­онной и защитной аппаратуры, уста­новленной на ГРЩ;

необходимость решения задач, свя­занных с обеспечением соответствующего распределения нагрузки между генераторами и устойчивости их ра­боты.

Условия параллельной работы СГ отличаются от условий па­раллельной работы генераторов постоянного тока. У последних разность ЭДС вызывает появление уравнительного тока, в резуль­тате чего один генератор нагружается большим, а другой — мень­шим током нагрузки, а в соответствии с этим распределяются и мощности, развиваемые генераторами. У СГ разность ЭДС также вызывает появление уравнительных токов. Так, например, если Е1>Е2, где Е1 и Е2 — ЭДС соответственно первого и второго гене­раторов, то в замкнутом контуре, образованном обмотками стато­ров обоих генераторов, появится разностная ЭДС Е=Е1-Е2 (рис. 110),

вектор которой направлен в сторону вектора Е1. ЭДС Е вызовет уравнительный ток Iур. Если пренебречь активным сопротивлением обмоток статоров, которое значительно меньше индуктивного сопротивления, то

где X1 и Х2 — синхронные индуктивные сопротивления соответственно первого и второго генераторов.

Вектор тока Iур отстает по фазе от ЭДС E и ЭДС E1 на 90° и опережает на тот же угол ЭДС E2.

Таким образом, ток Iур является индуктивным для генераторов с большей ЭДС и, создавая продольно-размагничивающую реак­цию статора, стремится уменьшить эту ЭДС. Наоборот, для гене­ратора с меньшей ЭДС ток Iур является емкостным и подмагничивает машину, увеличивая ее ЭДС. Тем самым ток Iур стре­мится выровнять ЭДС параллельно работающих генераторов.

Поскольку уравнительные токи СГ являются реактивными, то они практически не нагружают первичные двигатели и тем самым не влияют на активную мощность, развиваемую генераторами. Следовательно, воздействием на токи возбуждения генератора можно перераспределять лишь реактивную нагрузку.

Активные нагрузки распределяются между параллельно рабо­тающими ГА изменением подачи топлива или пара приводных двигателей. При этом изменяются момент на валу ГА и соответ­ственно частота вращения.

Достаточно точное распределение активных нагрузок достига­ется при совпадении скоростных характеристик =f(P) привод­ных двигателей ГА. Добиться совпадения характеристик в точке, соответствующей данной нагрузке, можно либо изменением угла наклона характеристики, либо изменением уставки регулятора частоты вращения двигателя. В последнем случае характеристика перемещается параллельно самой себе. Полного совпадения ха­рактеристик практически добиться невозможно, поэтому при из­менении нагрузки для совпадения характеристик в точке, соответ­ствующей новой мощности, уставки регуляторов, как правило, при­ходится изменять.

Рассмотрим распределение активных нагрузок между парал­лельно работающими СГ с различным наклоном скоростных ха­рактеристик. Следует заметить, что неравномерность распределе­ния активной нагрузки между генераторами тем больше, чем меньше наклон их скоростных характеристик (рис. 111).

Однако значительно увеличить наклон характеристик нельзя, так как при этом возрастает зависимость частоты вращения ГА от нагрузки. Обычно частота вращения приводных двигателей ГА с ростом на­грузки от нуля до номинального значения снижается не более чем на 3—5 % поминального значения.

Как видно из рис. 111, скоростная характеристика генераторного агрегата ГА1 имеет меньший наклон, а характеристика ГА2— больший. При частоте вращения n1 обоих генераторных агрега­тов активная нагрузка одного равна Р1, другого — Р2. При изме­нении частоты вращения до значения n2 нагрузка генераторного агрегата ГА1 составит P1= Р1 + Р1, а ГА2—соответственно P2= Р2 + Р2.

Приращение мощности Р определяется из треугольников авс, a'в'c':

.

Коэффициент статизма kc находится по выражению

,

где nхх и nном—частоты вращения ГА соответственно при холостом ходе и номинальной нагрузке.

Таким образом, неравномерность распределения активной на­грузки обусловлена разностью частот вращения генераторов и коэффициентов статизма скоростных характеристик. Для дости­жения равномерного распределения активных нагрузок на ГРЩ или ПУ предусмотрен переключатель, воздействующий на серво­двигатель регулятора частоты вращения, который обеспечивает изменение подачи топлива или пара; для более нагруженного ГА необходимо уменьшить подачу топлива, а для менее нагружен­ного — увеличить.

Регуляторы частоты вращения должны поддерживать частоту вращения ГА: в установившихся режимах ±2,5—3 % номиналь­ной при изменении нагрузки от 0 до 100 %; в переходных режимах ±5—6% при внезапном включении 100% нагрузки с восстанов­лением ее через 5 с. Неравномерность распределения нагрузок не должна превышать ±10% номинальной мощности генератора при изменении суммарной нагрузки от 0 до 100 %.

Равномерное распределение нагрузки между параллельно ра­ботающими СГ без подрегулировки осуществимо только при пол­ном соответствии как внешних характеристик генераторов, так и скоростных характеристик первичных двигателей.

Рассмотрим, как можно улучшить распределение токов при параллельной работе генераторов с системами прямого компаундирования. СГ с прямым компаундированием по своим свойствам близки к компаундным генераторам постоянного тока. У послед­них, как уже отмечалось, для уменьшения уравнительных токов при параллельной работе применяют уравнительные соединения, обеспечивающие пропорциональное распределение тока нагрузки, проходящего по компаундным обмоткам, независимо от распреде­ления его между роторами машин. Для пропорционального рас­пределения тока нагрузки, проходящего через токовые обмотки трансформаторов, в системах компаундирования СГ можно ис­пользовать аналогичные схемы. При этом уравнительные соедине­ния вводятся между обмотками статоров СГ и последовательными обмотками трехобмоточных трансформаторов. В этом случае обес­печивается вполне удовлетворительное распределение реактивной нагрузки между генераторами. Однако такая схема применима только для однотипных систем компаундирования с одинаковыми параметрами и внешними характеристиками, кроме того, она тре­бует дополнительных контактов у коммутационных аппаратов в цепи уравнительных соединений.

Практическое распространение для распределения реактивных токов имеют схемы с уравнительными соединениями в роторных цепях СГ и схемы с дополнительными устройствами, воздействую­щими на корректоры напряжения, если они предусмотрены в си­стеме.

Впервом случае уравнительные соединения вводятся между кольцами роторов машин (рис. 112), благодаря чему выравниваются напряжения на кольцах. Составляющая тока нагрузки генераторов, та­ким образом, повышает напряжение на кольцах не одного, а всех параллельно работающих генераторов на одну и ту же величину. Подобная схема применима лишь в том случае, когда напряжение возбуждения у всех генераторов одинаково, что обычно имеет место при параллельной работе генераторов равной мощности с идентичными внешними характеристиками. Уравнительные сое­динения между кольцами машин (на стороне постоянного тока) могут быть заменены уравнительными соединениями между вы­ходными обмотками компаундирующих трансформаторов (на сто­роне переменного тока).

Генераторы разной мощности чаще всего имеют и различные напряжения возбуждения. В этом случае для правильного распре­деления нагрузки применяются дополнительные обмотки L4 (рис. 113) на компаундирующих трансформаторах с одинаковыми выходными напряжениями, соединяемые между собой уравни­тельными проводами.

В системах компаундирования СГ, имеющих корректоры на­пряжения, нагрузки выравниваются путем воздействия на по­следние.

Например, уменьшение уравни­тельных реактивных токов возможно путем некоторого увеличения статизма внешних характеристик генерато­ров (рис. 114). При включении допол­нительного сопротивления R в цепь, питающую корректор напряжения КН, напряжение на зажимах корректора будет равно геометрической сумме напряжений UAB и UR .

При активном токе в фазе С на­пряжение UR совпадает по фазе с напряжением Uс и оказывается сдвину­тым на угол, близкий к 90°, по отно­шению к напряжению UAB (рис. 114). Результирующее напряжение UA1B ма­ло отличается от напряжения UAB и поэтому активная составляющая тока нагрузки практически не влияет на напряжение, подводимое к корректору напряжения.

При реактивном токе нагрузки напряжение UR будет сдвинуто на 900 относительно напряжения Uс и совпадает по фазе с линейным напряжем UАВ. Результирующее напряжение UА2В будет равно алгебраической сумме напряжений UАВ и UR т.е. напряжение на зажимах корректора КН возрастет. Это приведет к подмагничиванию трансформатора возбуждения, снижению напряжения на зажимах генератора, увеличению наклона его внешней характеристики, что в свою очередь приведет к уменьшению реактивных уравнительных токов. К недостатку этой схемы можно отнести увеличение отклонений напряжений генераторов от их номинального значения.

На рис. 115 приведена схема не имеющая данного недостатка. В этой схеме вторичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно и замкнуты накоротко при параллельной работе генераторов. Поэтому при одинаковых токах нагрузки у каждого генератора напряжения на этих обмотках равны нулю. а при разных токах нагрузки не равны нулю и воздействуют на корректоры напряжения своих генераторов, способствуя выравниванию реактивной нагрузки между генераторами.

studfiles.net

• 
  Условия параллельной работы генераторов
• 
  Ремонт стартера уаз
• 
  Ремонт стартера уаз
• 
  Компрессорный двигатель
• 
  Компрессорный двигатель
• 
  Гур 4310
• 
  Гур 4310
• 
  Система охлаждения мтз 82
• 
  Система охлаждения мтз 82
• 
  Уплотнение грунта пневматическими трамбовками
• 
  Уплотнение грунта пневматическими трамбовками