Изучение способов синхронизации энергетических установок между собой и с сетью

3.1. Цель работы.

3.1.1. Получение практических навыков синхронизации энергетических установок между собой и с сетью методами точной синхронизации и самосинхронизации.

3.2. План работы.

3.2.1. Синхронизация энергетической установки с сетью методом точной синхронизации.

Для точной синхронизации энергетической установки использован ламповый синхроскоп, лампы которого соединены по схеме ”на погасание”. При включении энергетической установки на параллельную работу с сетью необходимо соблюдение следующих условий: ЭДС генератора должна быть равна напряжению сети, частота генератора и частота напряжения сети должны быть равны, ЭДС генератора должна находиться в противофазе с напряжением сети, чередование фаз генератора должно соответствовать чередованию фаз сети.

Приведение генератора в состояние, удовлетворяющее перечисленным условиям, называется синхронизацией. Соблюдение условий синхронизации проверяется с помощью синхроноскопа. При использовании синхроноскопа по схеме ”на погасание” каждая лампа включается в разрыв определенной фазы. В этом случае момент синхронизации соответствует одновременному погасанию всех трех ламп. При несоблюдении условий синхронизации лампы часто вспыхивают и гаснут, однако по мере приближения генератора к условиям синхронизации вспыхивание ламп становится все реже. Перед подключением стенда к питающей сети убедиться, что все тумблеры находятся в положении выкл., ручки потенциометров в крайнем левом положении (против часовой стрелки), переключатель SA5 (COS φ) в положении – R 1.0, а переключатель SA6 (K_L) в положении – 0.3. Подключите лампы синхроноскопа к разрыв определенной фазы по схеме ”на погасание” (рис.1). Включите стенд автоматическим выключателем POWER. Подключите МПСО к персональному компьютеру проводом USB. Запустите программу osc32 и загрузите профиль 2. Включите инвертор1 тумблером SА1. Затем, плавно вращая ручку PR1 по часовой стрелке, задайте скорость вращения генератора равной 100 rad/s (скорость контролировать по индикатору BR1). Для питания обмотки возбуждения генератора используется PWM1. Подключить обмотку ротора генератора G1 к PWM1 тумблером SA7 (перевести тумблер в верхнее положение). Включить PWM1 – перевести тумблер SA3 в положение ON. Увеличиваем ток возбуждения ротора генератора ручкой PR3 и добиваемся равенства напряжения сети и напряжения на выходе генератора. Выходное напряжение генератора G1 и напряжение сети контролировать в соответствующих окнах программы OSC32. Тумблером SA10 включаем пускатель К2. Включаем автоматический выключатель QF2. Лампы синхроноскопа начинают вспыхивать. Плавным вращением ручки RP1, по синхроноскопу, добиваемся равенства частоты напряжения генератора и частоте напряжения сети. Когда вспыхивание ламп становится настолько редкими, что пауза между ними продолжается не менее 5 секунд, следует в момент погасания ламп кнопкой SB1 включить пускатель К1, подключающий генератор к сети на параллельную работу.

3.2.1.1. После выполнения опыта выключить стенд в следующей последовательности:

Отключить пускатель К1 кнопкой SB2.

Отключить пускатель К2 – перевести тумблер SA10 в нижнее положение.

Уменьшить ток возбуждения генератора G1 до нуля - перевести ручку RP3 в крайнее левое положение (против часовой стрелки).

Выключить PWM1 - тумблер SA3 в положение выкл.

Отключить обмотку возбуждения генератора G1 от PWM1 - тумблер SA7 в положение выкл.

Остановить приводной двигатель M1 - ручку RP1 в крайнее левое положение (против часовой стрелки).

Выключить инвертор 1 - тумблер SA1 в положение выкл.

Обесточить стенд - тумблер POWER в положение выкл.

3.2.2. Синхронизация энергетической установки с сетью методом самосинхронизации.

Процесс самосинхронизации генератора производится следующим образом. Ротор генератора разворачивается приводным двигателем до частоты вращения, близкой к синхронной и без возбуждения включается в сеть, после чего в ротор подается возбуждение. Возникающие в генераторе электрические моменты обеспечивают подтягивание ротора к синхронной частоте вращения и его втягивание в синхронизм.

Перед подключением стенда к питающей сети убедиться, что все тумблеры находятся в положении выкл., ручки потенциометров в крайнем левом положении (против часовой стрелки), переключатель SA5 (COS φ) в положении – R 1.0, а переключатель SA6 (K_L) в положении – 0.3. Подключите лампы синхроноскопа к разрыв определенной фазы по схеме ”на погасание” (рис.1). Включите стенд автоматическим выключателем POWER. Подключите МПСО к персональному компьютеру проводом USB. Запустите программу osc32 и загрузите профиль 2. Включите инвертор1 тумблером SА1. Затем, плавно вращая ручку PR1 по часовой стрелке, задайте скорость вращения генератораG1 равной 100 rad/s (скорость контролировать по индикатору BR1). Включаем автоматический выключатель QF2. Тумблером SA10 включаем пускатель К2, кнопкой SB1 включить пускатель К1, подключающий генератор к сети. Подключить обмотку ротора генератора G1 к PWM1 тумблером SA7 (перевести тумблер в верхнее положение). Включить PWM1 – перевести тумблер SA3 в положение ON. Увеличиваем ток возбуждения ротора генератора ручкой PR3 и добиваемся втягивания генератора в синхронизм.

3.2.2.1. После проведения опыта выключаем стенд, следуя указаниям пункта 3.2.1.1.

3.2.3. Синхронизация энергетических установок между собой методом точной синхронизации.

Перед подключением стенда к питающей сети убедиться, что все тумблеры находятся в положении выкл., ручки потенциометров в крайнем левом положении (против часовой стрелки), переключатель SA5 (COS φ) в положении – R 1.0, а переключатель SA6 (K_L) в положении – 0.3. Подключите лампы синхроноскопа в разрыв определенной фазы по схеме ”на погасание” (рис.2). Включите стенд автоматическим выключателем POWER. Подключите МПСО к персональному компьютеру проводом USB. Запустите программу osc32 и загрузите профиль 3. Включите инвертор 1 тумблером SА1. Затем, плавно вращая ручку PR1 по часовой стрелке, задайте скорость вращения генератора G1 равной 100 rad/s (скорость контролировать по индикатору BR1). Подключить обмотку ротора генератора G1 к PWM1 тумблером SA7 (перевести тумблер в верхнее положение). Включить PWM1 – перевести тумблер SA3 в положение ON. Увеличиваем ток возбуждения ротора генератора ручкой PR3 до 5А. Включите инвертор 2 тумблером SА2. Затем, плавно вращая ручку PR2 по часовой стрелке, задайте скорость вращения генератора равной 100 rad/s (скорость контролировать по индикатору BR2). Подключить обмотку ротора генератора G2 к PWM2 тумблером SA8 (перевести тумблер в верхнее положение). Включить PWM2 – перевести тумблер SA4 в положение ON. Увеличиваем ток возбуждения ротора генератора G2 ручкой PR4 до 5А. Тумблером SA10 включаем пускатель К2. Лампы синхроноскопа начинают вспыхивать. Выходное напряжение генераторов контролировать в соответствующих окнах программы OSC32. Плавным вращением ручки RP2, по синхроноскопу, добиваемся равенства частот напряжения генератора G1 и генератора G2. Когда вспыхивание ламп становится настолько редкими, что пауза между ними продолжается не менее 5 секунд, следует в момент погасания ламп тумблером SA11 включить пускатель К3.

3.2.3.1. После выполнения опыта выключить стенд в следующей последовательности:

Отключить пускатель К3 – перевести тумблер SА11 в нижнее положение.

Отключить пускатель К2 – перевести тумблер SA10 в нижнее положение.

Уменьшить ток возбуждения генератора G1 до нуля - перевести ручку RP3 в крайнее левое положение (против часовой стрелки).

Выключить PWM1 - тумблер SA3 в положение выкл.

Отключить обмотку возбуждения генератора G1 от PWM1 - тумблер SA7 в положение выкл.

Остановить приводной двигатель M1 - ручку RP1 в крайнее левое положение (против часовой стрелки).

Выключить инвертор 1 - тумблер SA1 в положение выкл.

Уменьшить ток возбуждения генератора G2 до нуля - перевести ручку RP4 в крайнее левое положение (против часовой стрелки).

Выключить PWM2 - тумблер SA4 в положение выкл.

Отключить обмотку возбуждения генератора G2 от PWM2 - тумблер SA8 в положение выкл.

Остановить приводной двигатель M2 - ручку RP2 в крайнее левое положение (против часовой стрелки).

Выключить инвертор 2 - тумблер SA2 в положение выкл.

Обесточить стенд - тумблер POWER в положение выкл.

3.2.4. Синхронизация энергетических установок между собой методом самосинхронизации.

Перед подключением стенда к питающей сети убедиться, что все тумблеры находятся в положении выкл., ручки потенциометров в крайнем левом положении (против часовой стрелки), переключатель SA5 (COS φ) в положении – R 1.0, а переключатель SA6 (K_L) в положении – 0.3. Подключите лампы синхроноскопа в разрыв определенной фазы по схеме ”на погасание” (рис.2). Включите стенд автоматическим выключателем POWER. Подключите МПСО к персональному компьютеру проводом USB. Запустите программу osc32 и загрузите профиль 3. Включите инвертор 1 тумблером SА1. Затем, плавно вращая ручку PR1 по часовой стрелке, задайте скорость вращения генератора G1 равной 100 rad/s (скорость контролировать по индикатору BR1). Подключить обмотку ротора генератора G1 к PWM1 тумблером SA7 (перевести тумблер в верхнее положение). Включить PWM1 – перевести тумблер SA3 в положение ON. Увеличиваем ток возбуждения ротора генератора ручкой PR3 до 5А. Включите инвертор 2 тумблером SА2. Затем, плавно вращая ручку PR2 по часовой стрелке, задайте скорость вращения генератора равной 100 rad/s (скорость контролировать по индикатору BR2). Включаем пускатель К2 тумблером SA10. Включаем пускатель К3 тумблером SA11. Подключить обмотку ротора генератора G2 к PWM2 тумблером SA8 (перевести тумблер в верхнее положение). Включить PWM2 – перевести тумблер SA4 в положение ON. Увеличиваем ток возбуждения ротора генератора ручкой PR4 и добиваемся втягивания генераторов в синхронизм.

3.2.4.1. После проведения опыта выключить стенд следуя указаниям пункта 3.2.3.1.

4. Лабораторная работа №4