Лабораторная работа №20

Включение синхронного генератора на параллельную работу с сетью

Цель работы

Приобретение навыков по включению синхронного гене­ратора на параллельную работу с сетью методом точной синхронизации.

План выполнения работы

1. Ознакомиться со схемой и условиями включения синхронного генератора на параллельную работу с сетью, машинами, измери­тельными приборами, колонкой синхронизации, вспомогательной аппа­ратурой.

2. Собрать схему для включения синхронного генератора на параллельную работу с сетью по методу точной синхронизации (рис. 22.1).

3. Синхронизировать и включить генератор на параллель­ную работу с сетью.

Рис. 22.1. Схема экспериментальной установки.

Методические указания

На современных электрических станциях, как правило, устанавливается несколько генераторов, работающих параллельно с сетью.

Для включения синхронных генераторов на параллельную работу с сетью необходимо выполнить ряд технических мероприятий, которые позволяли бы производить включение наилучшим образом (отсут­ствие толчков тока и толчков ротора).

Включение генераторов может осуществляться методами:

1. Точной синхронизации;

2. Грубой синхронизации (самосинхронизации).

В случае точной синхронизации необходимо добиться выполнения следующих условий:

1. ЭДС включаемого генератора должна быть равна напряжению работающих генераторов (напряжению на шинах).

2. Частота включаемого генератора должна быть равна частоте работающих генераторов (частоте сети).

3. Порядок следования фаз у включаемого и работающих генера­торов должен быть одинаков. Порядок следования фаз проверяется после ремонтов генераторов и цепей, связанных с выдачей электри­ческой энергии в систему.

4. Включение на параллельную работу синхронного генератора должно производиться только в момент, когда ЭДС биения равна ну­лю.

Соблюдение первого условия контролируется с помощью 2-х вольтметров. Один вольтметр показывает ЭДС на зажимах включаемо­го генератора, другой – напряжение на шинах.

Второе условие проверяется с помощью двух частотомеров, по­казывающих частоты включаемого и работающих генераторов.

Третье условие контролируется с помощью фазоуказателя. Для контроля выполнения четвертого условия применяют приборы, назы­ваемые синхроноскопами.

Рис. 22.2. Рис. 22.3.

Синхроноскопы бывают стрелочные и ламповые. Ламповые синхро­носкопы используют в учебных лабораториях и могут применяться для включения на параллельную работу генераторов малой мощности. Лам­повые синхроноскопы могут быть выполнены по двум схемам включе­ния:

а) схема на погасание ламп (рис. 22.2);

б) схема на вращение света (рис. 22.3).

Включение генератора методом точной синхронизации произво­дится в следующей последовательности:

1. Включаемый синхронный генератор разворачивается примерно до номинальной частоты вращения. С помощью регулятора в цепи воз­буждения генератора устанавливается на его зажимах напряжение, равное напряжению на шинах.

2. Изменением частоты вращения генератора добиваются пример­ного равенства частот включаемого генератора и сети.

3. По направлению вращения стрелки синхроноскопа можно опре­делить, с какой частотой (большей или меньшей) по отношению к синхронной вращается ротор включаемого генератора, а по скорости вращения стрелки – разность скоростей.

Если синхроноскоп ламповый, то о разности частот генератора и сети можно судить по частоте погасания ламп.

4. Частота вращения стрелки синхроноскопа пропорциональна разности частот генератора и сети, а ее направление вращения за­висит от знака этой разности. По показанию синхроноскопа добива­ются возможно меньшей разности частот генератора и сети.

5. В момент, когда стрелка синхроноскопа не доходит до вер­тикальной черты на угол, соответствующий времени включения выклю­чателя магнитного пускателя, автомата), включают обмотку статора генератора на параллельную работу.

Способ включения генератора по методу точной синхронизации относительно сложен, требует большой точности и, главное, затрат времени, что особенно важно при ликвидации аварий. Невыполнение всех условий может привести к аварии. Поэтому в последнее время в энергетических системах широко применяется включение генерато­ров на параллельную работу по методу самосинхронизации (грубой синхронизации).

При включении по этому методу генератор разворачивается до частоты вращения n = (0,98…1,02)n_н и включается в сеть. Генератор при этом не возбужден, а его обмотка возбуждения замк­нута на некоторое добавочное сопротивление.

После включения обмотки статора в сеть добавочное сопротив­ление отключается и в цепь ротора подается ток возбуждения. Генератор через несколько периодов втягивается в синхронизм.

Включением по методу грубой синхронизации сокращаются затра­ты времени. Кроме этого, уменьшается вероятность допустить ошибку в процессе включения.

Недостатком данного метода включения генераторов на параллельную работу является возникновение бросков тока в генераторе и сети при включении. Это может быть препятствием к применению данного метода в сетях малой мощности. Этот ток имеет индуктивный характер и практически не вызывает толчков ротора, но может вызвать понижение напряжения в сети.

Содержание отчета

1. Паспортные данные генератора.

2. Тип измерительных приборов и аппаратов.

3. Схема включения синхронного генератора по методу точной синхронизации.

4. Последовательность включения генераторов на парал­лельную работу различными методами.

Контрольные вопросы

1. Какие методы имеются для включения синхронных гене­раторов на параллельную работу с сетью?

2. К чему приведет несоблюдение отдельных условий вклю­чения генераторов на параллельную работу с сетью по методу точной синхронизации?

3. Что произойдет, если при включении генератора на па­раллельную работу с сетью по методу самосинхронизации обмотку воз­буждения генератора оставить подключенной к возбудителю?

4. Почему обмотку возбуждения генератора при включении на параллельную работу по методу самосинхронизации не следует за­мыкать накоротко?