Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика показывает, как следует изменять ток возбуждения Iв при изменении тока нагрузки I, чтобы напряжение U оставалось постоянным: Iв = f(I) при U = const, φ = const, f = const (рис.30.9,б).

Рис.30.9. Внешние(а) и регулировочные( б) характеристики СГ.

Так как при активно-индуктивной нагрузке с уменьшением тока от I_ном до 0 напряжение увеличивается, то для поддержания его постоянным надо уменьшить результирующий магнитный поток путем уменьшения тока возбуждения. При активно-ёмкостной нагрузке – наоборот.

Параллельная работа СГ с сетью.

Синхронные генераторы современных электростанций работают параллельно друг с другом, представляя собой как бы единый источник большой мощности. Электростанции также соединяются для параллельной работы с помощью линий электропередачи. Таким образом, ряд электростанций образуют мощную энергосистему, по сравнению с которой мощность одного генератора или двигателя очень мала. Такую энергосистему считают источником бесконечной мощности. Напряжение сети энергосистемы U_с и его частота f_с считается неизменными.

На рис.30.10 приведена схема включения синхронной машины для параллельной работы с сетью. Ротор машины приводят во вращение и созданный обмоткой возбуждения основной магнитный поток Ф₀ индуцирует в обмотке машины ЭДС Е₀, частота которой f.

Рис. 30.10. Схема синхронизации СГ с сетью

Так как машина работает на холостом ходу, напряжение = _0. Включать машину с помощью выключателя В следует в тот момент, когда мгновенное значение напряжение сети и напряжение обмотки статора равны. Тогда ток в обмотке статора синхронной машины после включения будет оставаться равным нулю. Такое условие включения u_c = U_cmsin(ωt + Ψ_uc) ; u_г = U_гmsin(ωt + Ψ_uг) выполняется, если:

1) Значения напряжения синхронного генератора г и сети с равны;2)Начальные фазы напряжения сети и генератора равны;

3) частота напряжения синхронного генератора равна частоте напряжения сети;

4) чередование фаз синхронного генератора и сети равны.

Если при включении выключателя значения напряжений г и сети с не равны при выполнении всех других условий, то Δ = г – с не равно 0. Под действием Δ в цепи протекает уравнительный ток I_у, отстающий по фазе от Δ почти на 90°, так как сопротивление контура «сеть – синхронный генератор» практически равно индуктивному сопротивлению Х_с генератора. По отношению к сети и синхронному генератору ток I_у является реактивным, поэтому никаких механических толчков или ударов он создать не может.

Если при включении синхронного генератора напряжения г и сети с не совпадают по фазе, но значения их равны, то возникающий ток I_у является практически чисто активным током. Поэтому он создает механический момент , являющийся для ротора СГ тормозным. В результате приложения к ротору механического момента произойдет толчок или удар, который может привести к разрушению ротора. Этот механический момент затормозит ротор. Через некоторое время установится режим при ΔU = 0 и

I_у = 0.

При неравенстве частот сети fc и генератора fг частоты вращения полей будут также не равны (ω_с и ω_г). Поэтому значения ΔU изменяются во времени от 0 (когда U_с и U_Г совпадают по фазе) до 2U_с (когда U_с и U_Г противоположны по фазе). В этом случае значение тока I_у изменится от 0 до значения, превышающего в десятки раз номинальное значение тока. Это создает аварийный режим.

При неодинаковом чередовании фаз сети и генератора при подключении СГ к сети в отдельных фазах возникают ΔU, равные линейному напряжению. Возникающий в этих фазах ток I_у в несколько раз превышает номинальное значение.

Для проверки выполнения условий включения генератора применяют приборы – синхроноскопы. Простейший ламповый состоит из трех ламп, включенных как показано на рис.30.11. Равенство U_с и U_Гконтролируется вольтметром. Если U_с и U_Гне равны, то изменяют ток возбуждения СГ. Каждая лампа синхроноскопа включена так, что к ней приложено напряжение U_Г - U_с. Если выполнены все условия параллельной работы, то всеΔ = 0 и лампы не горят.В этот момент можно включать выключатель. На электростанциях для синхронизации мощных генераторов используют стрелочные синхроноскопы.