Краткие сведения из теории
Рассматриваются процессы в электрической системе при нарушении условий синхронизации в момент включения синхронного генератора на параллельную работу с электрической системой (сетью). Предполагается, что первые три условия: равенство напряжений, примерное равенство частот и порядок чередования фаз сети и подключаемого генератора, выполнены. Точная синхронизация соответствует подключению генератора к сети в момент совпадения фаз ЭДС генератора и напряжения сети. При этом, из-за встречного действия ЭДС и напряжения в контуре, образованном подключаемым генератором и генераторами сети, ток будет равен нулю. Если фазы ЭДС и напряжения не совпадают, то есть если угол между векторами ЭДС Е и напряжения U (ЭДС генераторов сети) отличен от нуля, то в контуре образуется результирующая ЭДС На рис. 3.1 показано положение роторов и векторов ЭДС в различные моменты включения для случая включения на параллельную работу двух
Рис. 3.1
замкнутой цепи, при подключении с помощью выключателя В источников ЭДС Е 1 и Е 2 на параллельную работу, результирующая ЭДС в контуре На рис. 3.1,б представлен случай, когда включение на параллельную работу производится в момент расхождения осей роторов и, следовательно, ЭДС Е 1 и Е 2 на угол δ. При этом в контуре под действием ЭДС
где Х' d1 и Х' d2 – индуктивные сопротивления, соответственно, первого и второго генераторов; Х с – сопротивление связывающей генераторы системы. Опуская строгое рассмотрение возникающих в этом случае процессов, ограничимся лишь качественным анализом этого случая. Если δ ¹ 0, то под воздействием уравнительного тока на валах обоих генераторов возникает так называемый синхронизирующий момент, стремящийся уменьшить угол δ до нуля, то есть,,совместить'' по кратчайшему пути оси роторов d1 и d2. Величина момента может быть определена через синхронизирующую мощность по выражению
где ω0 = 2πf; Если подключение производится в соответствии с рис. 3.1,б и роторы вращаются по часовой стрелке, то ротор первого генератора,,отстает'' от второго на угол (-δ). При этом синхронизирующий момент будет ускорять ротор первого генератора и тормозить ротор второго генератора. Такое действие синхронизирующих моментов на роторы будет приводить к уменьшению угла δ, рис. 3.2, то есть к сближению осей d1 и d2 роторов.
![]() Электромагнитный момент первого генератора,,ускоряет'' ротор машины, так как направлен в сторону вращения: это соответствует двигательному режиму. Таким образом, первый генератор оказывается в режиме синхронного двигателя и,,потребляет'' мощность из сети, к которой подключен (т.е. от второго генератора).
Электромагнитный момент второго генератора направлен в сторону, противоположную вращению ротора, то есть является тормозным. Это признак работы синхронной машины в режиме синхронного генератора. Следовательно, ускорение ротора первого генератора будет происходить за счет электроэнергии второго генератора. Рис. 3.1,в соответствует случай, когда в момент включения генераторов на параллельную работу ротор первого генератора,,опережает'' ротор второго. Положение осей роторов d1 и d2 для этого случая показано на рис. 3.3 (δ >0). Рис. 3.3
При угле δ > 0 синхронизирующий момент,,ускоряет'' ротор второго генератора и,,тормозит'' ротор первого. Следовательно, теперь уже второй генератор оказывается в режиме,,двигателя'' и потребляет мощность, а первый генератор – в режиме,,генератора'' и отдает мощность. Заметим, что,,отставание'' или,,опережение'' определяется взаимным пространственным положением роторов в момент включения генераторов на параллельную работу и не связано с тем, каким образом это взаимное расположение осей было получено. Так, положение,,отставания'' (рис. 3.2) может иметь место как в случае, если ротор первого генератора вращается несколько быстрее ротора второго (стрелка синхроноскопа вращается по часовой стрелке), так и в случае, если ротор первого генератора вращается несколько медленнее ротора второго генератора (стрелка синхроноскопа вращается против часовой стрелки). Аналогично, положение,,опережения'' (рис. 3.3) может быть получено как при более быстром, так и при более медленном вращении ротора первого генератора в сравнении с вращением ротора второго генератора. Как следует из формулы (3.2), максимум синхронизирующего момента имеет место при δ ≈ 900. При этом результирующая ЭДС
где Е1 Максимум синхронизирующего момента при δ = 900
Опасность возникновения больших синхронизирующих моментов при δ ≈ 900 объясняется тем, что в формулу (3.3) мы должны фактически подставлять переходные параметры (ЭДС и сопротивления) генераторов:
Переходный или динамический момент Включение генераторов на параллельную работу при δ ≈ 1800 не приводит к образованию переходных моментов, так как при этом Мс
тогда переходный ток
Обычно Естественно, что неблагоприятные проявления переходных токов и моментов при несинхронных включениях уменьшаются при увеличении сопротивления Х с линии, связывающей генераторы. Представление физической картины процессов, возникающих в электрической системе при нарушении условий синхронизации, является основой для понимания возможных аварийных последствий несинхронного включения, принципа действия автоматических синхронизаторов.
Схема установки Рис. 3.4
Схема установки, рис. 3.4, включает два генератора Г1 и Г2, связанных линией связи Т1 – ЛЭП1 – ЛЭП2 – Т2. Линия связи ставится под напряжение от генератора Г2 при отключенном выключателе В1. Генератор Г1 с помощью выключателя В1 подключается на параллельную работу с генератором Г2 через линию связи. Наличие линии связи, обладающей значительным сопротивлением, позволяет производить на установке физического моделирования несинхронные включения генератора Г1, не получая при этом аварийного режима.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|