Forumbedrijf van de generator parallel aan het lichtnet. Parallelle werking van generatoren

Doorgaans installeren energiecentrales meerdere synchrone generatoren voor parallel gebruik op een gemeenschappelijk elektriciteitsnet. Dit zorgt voor een verhoging van de totale capaciteit van de elektriciteitscentrale (met een beperkte capaciteit van elke generator), verhoogt de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening naar de verbruikers en zorgt voor een betere organisatie van het onderhoud van de units.

Voor een synchrone machine die is geïnstalleerd in een elektriciteitscentrale of een andere faciliteit die is aangesloten op het elektriciteitssysteem, is het dus gebruikelijk om op een net te werken met een hogere capaciteit dan zijn eigen capaciteit. Daarom wordt aangenomen dat de generator parallel werkt met het netwerk van oneindig hoog vermogen, d.w.z. en zijn frequentie is constant, onafhankelijk van de belasting van de gegeven generator.

Generator inschakelen voor parallel bedrijf met het lichtnet

In de beschouwde modus is het noodzakelijk om een ​​lagere stroomstoot te bieden op het moment dat de generator op het netwerk wordt aangesloten (anders kan de beveiliging werken, de generator of krachtbron kan kapot gaan).

De stroom op het moment dat de generator op het net wordt aangesloten is nul als de momentane waarden van de netspanningen gelijk zijn en generator

In de praktijk wordt de vervulling van deze voorwaarde opgelost door de vervulling van drie gelijkheden:

Voor 3-fase generatoren moet de fasevolgorde op elkaar zijn afgestemd.

De reeks bewerkingen bij het aansluiten van de generator op het netwerk wordt genoemd synchronisatie ... Om dit te doen, installeer eerst
(nominale rotorsnelheid), wat leidt tot gelijkheid van frequenties
en dan aanpassen gelijk maken en ... Het fasecoïncidentie van de spanningsvectoren van het netwerk en de generator (
) wordt bestuurd door speciale apparaten - synchronoscopen (lamp of wijzer) (lamp - in laboratoriumpraktijk voor een generator met laag vermogen).

Tussen de fasen van de generator en het lichtnet zijn drie lampen aangesloten. Elke lamp wordt beïnvloed door:
, die met een frequentie
verandert met frequentie
genaamd slagfrequentie ... Bij
verschil
verandert langzaam, zodat de lampen geleidelijk aan en uit gaan. De generator is aangesloten wanneer:
neiging tot nul, d.w.z. in het midden tussen de lampen die uitgaan. In dit geval is voldaan aan de voorwaarde van fasecoïncidentie van de spanningsvectoren van het netwerk en de generator en ... Voor een nauwkeurigere bepaling van dit moment wordt vaak een nul voltmeter gebruikt, die een uitgebreide schaal in het nulgebied heeft. Nadat de generator op het netwerk is aangesloten, vindt de verdere synchronisatie van de rotatiefrequentie automatisch plaats.

Krachtige generatoren worden gesynchroniseerd met behulp van pijlsynchroscopen die werken volgens het principe van een roterend magnetisch veld. In deze apparaten op
de pijl draait met frequentie
op welke manier dan ook. Bij gelijke frequenties staat de pijl op nul, op dit moment is de generator aangesloten op het netwerk.

Bij de energiecentrale zijn synchronisatie-apparaten automatisch.

Soms gebruiken zelf-synchronisatie methode:, waarbij de generator bij afwezigheid van excitatie op het netwerk is aangesloten (de excitatiewikkeling is gesloten voor een actieve weerstand). In dit geval wordt de rotor versneld tot een rotatiesnelheid die dicht bij de synchrone snelheid ligt (2% slip is toegestaan). Vervolgens wordt een gelijkstroom aan de veldwikkeling geleverd, wat leidt tot het synchroon terugtrekken van de rotor. Maar met deze methode, op het moment dat de generator wordt ingeschakeld, treedt er een grote stroomstoot op, deze mag niet hoger zijn dan 3,5
.

Actieve vermogensregeling.

Nadat de generator op het netwerk is aangesloten, wordt de spanning gelijk aan de netwerkspanning U C. Met betrekking tot de externe belasting vallen de spanningen U en U C in fase samen en zijn langs het "generator-net"-circuit in tegenfase, d.w.z.
.

Wanneer aan de drie voorwaarden voor het synchroniseren van de generator is voldaan, wordt de stroom na het aansluiten van de machine op het netwerk is nul.

Bedenk hoe u kunt reguleren wanneer de generator parallel aan het lichtnet werkt met behulp van het voorbeeld van een impliciete poolgenerator.

De stroom die door de ankerwikkeling van een impliciete poolgenerator gaat, kan uit de vergelijking worden bepaald.

- uit het onderwerp vectordiagram van een impliciete poolmachine

sinds
, dan de huidige sterkte kan op twee manieren worden gewijzigd - EMV veranderen in grootte of fase.

Als een extern koppel wordt uitgeoefend op de generatoras, groter dan het koppel dat nodig is om magnetische vermogensverliezen in staal en mechanische verliezen te compenseren, krijgt de rotor versnelling. Het resultaat is dat de vector wordt verschoven ten opzichte van de vector U over een hoek in de draairichting van de vectoren. In dit geval is er sprake van een ongebalanceerde EMF
wat leidt tot het verschijnen van de stroom .

De opkomende ongebalanceerde EMF zal worden weergegeven met behulp van een vectordiagram.

huidige vector blijft achter vector
met 90 0, omdat de grootte en richting worden bepaald door de inductieve reactantie
.

Bij gebruik in de overwogen modus levert de generator actief vermogen aan het netwerk
en een elektromagnetisch remkoppel werkt op zijn as, die het koppel van de krachtbron in evenwicht houdt, zodat de rotatiesnelheid ongewijzigd blijft. Hoe groter het externe koppel dat op de generatoras wordt uitgeoefend, hoe groter de belastingshoek en bijgevolg de stroom en het vermogen dat door de generator aan het netwerk wordt geleverd.

Als een extern remkoppel wordt toegepast op de rotoras van de generator, dan is de vector blijft achter op de vector U met een hoek .

In dit geval treedt een ongebalanceerde EMF op
en actueel , waarvan de vector 90 0 achterloopt op de vector ∆ E. Omdat hoek φ> 90 0, de actieve component van de stroom is in tegenfase met
... Daarom, in de beschouwde modus, is het actieve vermogen
wordt opgepikt van het netwerk en de machine draait motor, waardoor een elektromagnetisch koppel ontstaat, blijft de rotorsnelheid weer ongewijzigd.

Dus, om de generatorbelasting te verhogen, is het noodzakelijk om het externe koppel dat op de as wordt uitgeoefend te verhogen(d.w.z. het koppel van de krachtbron), en om de belasting te verminderen - verminder dit moment. Bij het veranderen van de richting van het externe moment(als de rotoras niet wordt gedraaid, maar wordt afgeremd) de machine schakelt automatisch over naar de motormodus.

Kenmerken van de werking van de generator op een hoogvermogennetwerk. Doorgaans installeren energiecentrales meerdere synchrone generatoren voor parallel gebruik op een gemeenschappelijk elektrisch netwerk. Dit zorgt voor een toename van de totale capaciteit van de elektriciteitscentrale (met een beperkte capaciteit van elk van de erop geïnstalleerde generatoren), verhoogt de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening naar de verbruikers en zorgt voor een betere organisatie van het onderhoud van de eenheden. Energiecentrales worden op hun beurt gecombineerd voor parallelle werking tot krachtige energiesystemen die het probleem van het opwekken en distribueren van elektrische energie het beste oplossen. Dus voor een synchrone machine die is geïnstalleerd in een elektriciteitscentrale of op een faciliteit die is aangesloten op het elektriciteitssysteem, is het typisch om op een hoog elektriciteitsnet te werken, in vergelijking met het eigen vermogen van de generator is erg laag. In dit geval kan met een hoge mate van nauwkeurigheid worden aangenomen dat de generator parallel werkt met het netwerk van oneindig hoog vermogen, d.w.z. dat netspanning U C en de frequentie f C zijn constant, onafhankelijk van de belasting van de gegeven generator.

Inschakelen van de generator voor parallel bedrijf met het lichtnet. In de overwogen modus is het noodzakelijk om te zorgen voor een zo klein mogelijke stroomstoot op het moment dat de generator op het netwerk wordt aangesloten. Anders kan de beveiliging trippen, schade aan de generator of krachtbron veroorzaken.

De stroom op het moment dat de generator op het net wordt aangesloten, zal nul zijn als het mogelijk is om de gelijkheid van de momentane waarden van de netspanningen te waarborgen jij met en generator en G:

U cm sin (ω c t - α с) = U G m zonde (ω G - α G ).

In de praktijk wordt het voldoen aan voorwaarde (6.27) teruggebracht tot het voldoen aan drie gelijkheden: de waarden van de net- en generatorspanningen u cm = u gm of u c = u G; frequenties ω c = ω r of F c = F G; hun beginfasen α c = α r (fase-coïncidentie van vectoren Ú c en Ú G). Bovendien moet voor driefasengeneratoren de fasevolgorde worden overeengekomen.

De reeks bewerkingen die wordt uitgevoerd wanneer de generator op het netwerk is aangesloten, wordt synchronisatie genoemd. In de praktijk wordt, wanneer de generator is gesynchroniseerd, eerst de nominale rotorsnelheid ingesteld, wat zorgt voor een geschatte gelijkheid van frequenties f c f d en dan, door de bekrachtigingsstroom aan te passen, is de spanning gelijk u c = u d. Het fasecoïncidentie van de spanningsvectoren van het netwerk en de generator (α c = α g) wordt geregeld door speciale apparaten - lamp en pijl synchroscopen.

Lampsynchronoscopen worden gebruikt om generatoren met een laag vermogen te synchroniseren, dus ze worden meestal gebruikt in de laboratoriumpraktijk. Dit apparaat bestaat uit drie lampen die zijn aangesloten tussen de fasen van de generator en het lichtnet (Fig. 6.32, a). Elke lamp wordt beïnvloed door een spanning Δ jij = jij met - jij r, die bij F met F r verandert met frequentie Δ F = F C - F ik heb gebeld slagfrequentie(Figuur 6.32, b). In dit geval knipperen de lampjes. Bij F met F g verschil en verandert langzaam, waardoor de lampen geleidelijk oplichten en uitgaan.

PARALLELLE WERKING VAN DE SYNCHRONE GENERATOR MET EEN NETWERK

Kenmerken van de werking van de generator op een hoogvermogennetwerk. Doorgaans installeren energiecentrales meerdere synchrone generatoren voor parallel gebruik op een gemeenschappelijk elektrisch netwerk. Dit zorgt voor een toename van de totale capaciteit van de elektriciteitscentrale (met een beperkte capaciteit van elk van de generatoren die erop zijn geïnstalleerd), verhoogt de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening aan consumenten en zorgt voor een betere organisatie van het onderhoud van de eenheden. Energiecentrales worden op hun beurt gecombineerd voor parallelle werking tot krachtige energiesystemen die het probleem van het opwekken en distribueren van elektrische energie het beste oplossen. ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, voor een synchrone machine die is geïnstalleerd in een elektriciteitscentrale of op een faciliteit die is aangesloten op het elektriciteitssysteem, is het typisch om op een hoog elektriciteitsnet te werken, in vergelijking met het eigen vermogen van de generator is erg klein. In dit geval kan met een hoge mate van nauwkeurigheid worden aangenomen dat de generator parallel werkt met het netwerk van oneindig hoog vermogen, d.w.z. dat netspanning U C en de frequentie f C zijn constant, onafhankelijk van de belasting van de gegeven generator.

Inschakelen van de generator voor parallel bedrijf met het lichtnet. In deze modus is het uiterst belangrijk om te zorgen voor een zo klein mogelijke inschakelstroom op het moment dat de generator op het net wordt aangesloten. Anders kan de beveiliging trippen, schade aan de generator of krachtbron veroorzaken.

De stroom op het moment dat de generator op het netwerk is aangesloten, is nul als het mogelijk is om de gelijkheid van de momentane waarden van de netwerkspanningen te garanderen jij met en generator en G:

U cm sin (ω c t - α с) = U G m zonde (ω G - α G ).

In de praktijk wordt het voldoen aan voorwaarde (6.27) teruggebracht tot het voldoen aan drie gelijkheden: de waarden van de net- en generatorspanningen u cm = u gm of u c = u G; frequenties ω c = ω r of F c = F G; hun beginfasen α c = α r (fase-coïncidentie van vectoren Ú c en Ú G). Voor driefasige generatoren moet echter de fasevolgorde worden overeengekomen.

De reeks bewerkingen die wordt uitgevoerd wanneer de generator op het netwerk is aangesloten, wordt synchronisatie genoemd. In de praktijk wordt, wanneer de generator is gesynchroniseerd, eerst de nominale rotorsnelheid ingesteld, wat zorgt voor een geschatte gelijkheid van frequenties f c f d en dan, door de bekrachtigingsstroom aan te passen, is de spanning gelijk u c = u d. Het fasecoïncidentie van de spanningsvectoren van het netwerk en de generator (α c = α g) wordt geregeld door speciale apparaten - lamp en pijl synchroscopen.

Lampsynchroscopen worden gebruikt om generatoren met een laag vermogen te synchroniseren; daarom worden ze meestal gebruikt in de laboratoriumpraktijk. Dit apparaat bestaat uit drie lampen die zijn aangesloten tussen de fasen van de generator en het lichtnet (Fig. 6.32, a). Elke lamp wordt beïnvloed door een spanning Δ jij = jij met - jij r, voor F met F r verandert met frequentie Δ F = F C - F ik heb gebeld slagfrequentie(Figuur 6.32, b). In dit geval knipperen de lampjes. Bij F met F g verschil en verandert langzaam, waardoor de lampen geleidelijk oplichten en uitgaan.

Meestal is de generator aangesloten op het netwerk op het moment dat het spanningsverschil Δ jij voor een korte tijd wordt het bijna nul, dat wil zeggen in het midden van de lampuitdovingsperiode. In dit geval is de toestand van fasecoïncidentie van de vectoren Ú c en Ú d) Voor een nauwkeurigere bepaling van dit moment wordt vaak een nul voltmeter gebruikt, die een uitgebreide schaal heeft in het gebied van nul. Na het aansluiten van de generator op het netwerk, verdere synchronisatie van de frequentie van zijn rotatie, d.w.z. zorgen voor de voorwaarde N 2 = N 1 gebeurt automatisch.

Krachtige generatoren worden gesynchroniseerd met behulp van pijlsynchroscopen die werken volgens het principe van een roterend magnetisch veld. In deze apparaten op F met F d de pijl draait met een frequentie die evenredig is met het verschil. frequenties F met - F d, in de ene of de andere richting, op basis van welke van deze frequenties groter is. Bij F c = F g pijl is ingesteld op nul; op dit moment, en moet de generator op het netwerk aansluiten. In energiecentrales worden meestal automatische apparaten gebruikt om generatoren te synchroniseren zonder tussenkomst van onderhoudspersoneel.

Heel vaak wordt de zelfsynchronisatiemethode gebruikt, waarbij de generator bij afwezigheid van excitatie op het netwerk is aangesloten (de excitatiewikkeling is gesloten voor een actieve weerstand). In dit geval wordt de rotor versneld tot een rotatiesnelheid die bijna synchroon ligt (slip tot 2% is toegestaan), vanwege het koppel van de primaire motor en het asynchrone koppel veroorzaakt door de inductie van stroom

in de demperwikkeling. Daarna wordt een gelijkstroom toegevoerd aan de bekrachtigingswikkeling, wat leidt tot het synchroon terugtrekken van de rotor. Met de zelfsynchronisatiemethode treedt op het moment dat de generator wordt ingeschakeld een relatief grote stroominschakelstroom op, die niet hoger mag zijn dan 3,5 l een nee.

Actieve vermogensregeling. Nadat de generator op het netwerk is aangesloten, wordt de spanning ervan u wordt gelijk aan netspanning u C. Ten opzichte van externe spanningsbelasting u en u c in fase samenvallen, en langs de contour "generator - netwerk" in tegenfase zijn, d.w.z. Ú = - Ú c (afb. 6.33, a). Met de exacte vervulling van deze drie voorwaarden die nodig zijn voor het synchroniseren van de generator, is de stroom l a nadat de machine is aangesloten op het netwerk is nul. Bedenk op welke manieren je de stroom kunt regelen l a wanneer de generator parallel loopt met het lichtnet met behulp van het voorbeeld van een impliciete poolgenerator.

De stroom die door de ankerwikkeling van een impliciete poolgenerator gaat, kan worden bepaald uit de vergelijking (6.23)

Omdat u = u c = const, dan is de huidige sterkte l maar het kan slechts op twee manieren worden gewijzigd - door de EMF . te wijzigen E 0 in grootte of in fase. Als op de generatoras een extern koppel wordt uitgeoefend, dat groter is dan het koppel, is het uiterst belangrijk om magnetische vermogensverliezen in staal en mechanische verliezen te compenseren, dan wint de rotor aan versnelling, waardoor de vector É 0 is verschoven ten opzichte van de vector Ú onder een bepaalde hoek θ in de draairichting van de vectoren (Fig.6.33, B). In dit geval is er een zekere ongebalanceerde EMF Δ E, leidend volgens (6.28) tot het verschijnen van de stroom l A. De resulterende ongebalanceerde EMF Δ É = É 0 - Ú = É 0 + Ú c = j Í een x SN kan worden weergegeven in een vectordiagram (Fig. 6.33, b). huidige vector l en blijft achter bij de vector Δ E 90 °, omdat de grootte en richting worden bepaald door de inductieve reactantie x sn.

Bij gebruik in de overwogen modus levert de generator actief vermogen aan het netwerk

P = mUI a cos φ en een elektromagnetisch remkoppel werkt op zijn as, dat het koppel van de krachtbron in evenwicht houdt, waardoor de rotorsnelheid ongewijzigd blijft. Hoe groter het externe moment dat op de generatoras wordt uitgeoefend, hoe groter de hoek θ , en dus de stroom en het vermogen dat door de generator aan het netwerk wordt geleverd.

Als een extern remkoppel wordt toegepast op de rotoras, dan is de vector É 0 zal achterblijven bij de spanningsvector Ú op de hoek θ (afb. 6.33, v). In dit geval, ongebalanceerde EMF Δ É en actueel IA waarvan de vector achterblijft bij de vector Δ É 90 °. Aangezien de hoek φ> 90 °, is het actieve bestanddeel van de stroom in tegenfase met de generatorspanning. Daarom, in de beschouwde modus, is het actieve vermogen R= mUI a cos φ wordt uit het lichtnet gehaald en de machine wordt aangedreven door een motor, waardoor een elektromagnetisch koppel wordt gecreëerd dat het externe remkoppel in evenwicht houdt; het rotortoerental blijft weer ongewijzigd.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, om de generatorbelasting te verhogen, is het uiterst belangrijk om de toegepaste Tot extern moment op zijn as(d.w.z. het koppel van de krachtbron), en om de belasting te verminderen, verminder dit moment. Bij het veranderen van de richting van het externe moment(indien de rotoras niet gedraaid, maar geremd is) de machine schakelt automatisch van generatormodus naar motormodus.

Regulering van blindvermogen. Als in een machine die op het netwerk is aangesloten en in de inactieve modus werkt (Fig. 6.34, een), verhoog de bekrachtigingsstroom l in, dan zal de EMF toenemen E 0 (afb.6.34, B), zal er een ongebalanceerde EMF zijn Δ É = - jI een X cn en er zal een stroom door de ankerwikkeling vloeien IA, die volgens (6.28) alleen wordt bepaald door de inductieve reactantie NS cn auto. Daarom is de huidige IA reactief: het is uit fase met de spanning Ú onder een hoek van 90 ° of vóór de netspanning met dezelfde hoek Ú C. Met een afname van de excitatiestroom, de stroom IA verandert van richting: het is 90 ° voor op de spanning Ú (afb. 6.34, v) en blijft 90 ° achter op de spanning Ú c .Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, wanneer de bekrachtigingsstroom verandert, verandert alleen de reactieve component van de stroom Ia, dat wil zeggen het reactieve vermogen van de machine Q. Actieve component van stroom IA in de beschouwde gevallen gelijk is aan nul. Daarom is het actieve vermogen R= 0 en de machine loopt stationair.

Wanneer de machine onder belasting werkt, worden dezelfde voorwaarden gecreëerd: wanneer de bekrachtigingsstroom verandert, verandert alleen de reactieve stroomcomponent IA, d.w.z. het reactieve vermogen van de machine Q. Excitatiemodus van een synchrone machine met stroom l cp, at

waar de reactieve component van de stroom l a gelijk is aan nul, wordt de modus van volledige of normale excitatie genoemd. Als de excitatiestroom l meer actueel l c.p., waarin sprake is van een volledige excitatiemodus, dan is de stroom l maar bevat achterblijven u reactieve component, die overeenkomt met de actief-inductieve belasting van de generator. Deze modus wordt overexcitatiemodus genoemd. Als de excitatiestroom l in minder stroom l vp, dan de huidige l a bevat een reactieve component die de spanning leidt u, wat overeenkomt met de actief-capacitieve belasting van de generator. Deze modus wordt onder-excitatiemodus genoemd.

Een overbelaste inactieve synchrone machine is gelijk aan de netwerkcapaciteit. Een machine die speciaal is ontworpen om in deze modus te werken, wordt een synchrone compensator genoemd en wordt gebruikt om de arbeidsfactor van elektrische installaties te verhogen en de spanning in elektrische netwerken te stabiliseren. Een onderbekrachtigde synchrone machine die in de inactieve modus werkt, is gelijk aan inductantie ten opzichte van het lichtnet.

De opkomst van de reactieve component van de stroom l maar het wordt fysiek verklaard door het feit dat wanneer een synchrone machine werkt op een netwerk van oneindig hoog vermogen, de totale magnetische flux gekoppeld aan elk van de fasen, ΣФ = Ф res + Ф σ = Ф в + Ф а + Ф σ is niet afhankelijk van de bekrachtigingsstroom en blijft onder alle omstandigheden onveranderd, aangezien

Ú = Q 0 + Q a + Q σа = - Ú c = const.

Daarom, als de excitatiestroom l meer is dan de stroom die nodig is voor volledige bekrachtiging, dan verschijnt er een achterblijvende stroomcomponent l a, die een demagnetiserende stroom van de ankerreactie Fa creëert; indien actueel l in minder stroom, wat uiterst belangrijk is voor volledige excitatie, ontstaat een leidende component van de stroom IA, die een magnetiserende flux van de ankerreactie creëert Ф een... In alle gevallen is de totale machinestroom F wordt automatisch ongewijzigd gehouden.

PARALLELLE WERKING VAN EEN SYNCHRONE GENERATOR MET EEN NETWERK - concept en types. Classificatie en kenmerken van de categorie "PARALLELLE WERKING VAN DE SYNCHRONE GENERATOR MET HET NET" 2017, 2018.

Doorgaans installeren energiecentrales meerdere synchrone generatoren voor parallel gebruik op een gemeenschappelijk elektrisch netwerk. Dit zorgt voor een toename van de totale capaciteit van de elektriciteitscentrale (met een beperkte capaciteit van elk van de erop geïnstalleerde generatoren), verhoogt de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening naar de verbruikers en zorgt voor een betere organisatie van het onderhoud van de units. Energiecentrales worden op hun beurt gecombineerd voor parallelle werking tot krachtige energiesystemen die het probleem van het opwekken en distribueren van elektrische energie het beste oplossen. Dus voor een synchrone machine die is geïnstalleerd in een elektriciteitscentrale of op een faciliteit die is aangesloten op het elektriciteitssysteem, is het typisch om op een hoog elektriciteitsnet te werken, in vergelijking met het eigen vermogen van de generator is erg laag. In dit geval kan met een hoge mate van nauwkeurigheid worden aangenomen dat de generator parallel werkt met het netwerk van oneindig hoog vermogen, dwz dat de spanning van het netwerk Uc en zijn frequentie fc constant zijn, onafhankelijk van de belasting van de gegeven generator.
Inschakelen van de generator voor parallel bedrijf met het lichtnet. In de overwogen modus is het noodzakelijk om te zorgen voor een zo klein mogelijke stroomstoot op het moment dat de generator op het netwerk wordt aangesloten. Anders kan de beveiliging trippen, schade aan de generator of krachtbron veroorzaken.
De stroom op het moment dat de generator op het netwerk wordt aangesloten, is nul als het mogelijk is om de gelijkheid van de momentane waarden van de netwerkspanningen uc en de generator ug te garanderen:
Ucm sin (? Ct -? S) = Ugm sin (? G -? G)
In de praktijk wordt de vervulling van deze voorwaarde teruggebracht tot de vervulling van drie gelijkheden: de waarden van de net- en generatorspanningen Ucm = Ugm of Uc = Ug; frequenties c = g of fc = fg; hun beginfasen? c =? г (toeval in fase van vectoren? c en? г). Bovendien moet voor driefasengeneratoren de fasevolgorde worden overeengekomen.
De reeks bewerkingen die wordt uitgevoerd wanneer de generator op het netwerk is aangesloten, wordt synchronisatie genoemd. In de praktijk wordt bij het synchroniseren van de generator eerst de nominale rotorsnelheid ingesteld, wat een benaderende gelijkheid van frequenties fc? fg en vervolgens, door de bekrachtigingsstroom aan te passen, een gelijkheid van spanning Uc = Ug te bereiken. Het fasecoïncidentie van de spanningsvectoren van het netwerk en de generator (? C =? G) wordt geregeld door speciale apparaten - lamp- en pijlsynchronoscopen.
Lampsynchronoscopen worden gebruikt om generatoren met een laag vermogen te synchroniseren, dus ze worden meestal gebruikt in de laboratoriumpraktijk. Dit apparaat bestaat uit drie lampen die zijn aangesloten tussen de fasen van de generator en het lichtnet. Elke lamp wordt beïnvloed door de spanning U = uс - uг, die bij fс? fg verandert met de frequentie f = fc - fg, de beatfrequentie genoemd. In dit geval knipperen de lampjes. Bij f? fg is het verschil? en verandert langzaam, waardoor de lampen geleidelijk oplichten en uitgaan.
Gewoonlijk wordt de generator op het net aangesloten op het moment dat het spanningsverschil U voor korte tijd bijna nul wordt, dat wil zeggen in het midden van de lampuitdovingsperiode. In dit geval is voldaan aan de voorwaarde voor fasecoïncidentie van vectoren c en βr. Voor een nauwkeurigere bepaling van dit moment wordt vaak een nul voltmeter gebruikt, die een uitgebreide schaal in het nulgebied heeft. Nadat de generator op het netwerk is aangesloten, vindt er automatisch een verdere synchronisatie van de rotatiefrequentie plaats, d.w.z. het verzekeren van de toestand n2 = n1.
Krachtige generatoren worden gesynchroniseerd met behulp van pijlsynchroscopen die werken volgens het principe van een roterend magnetisch veld. In deze apparaten op fс? fg de pijl roteert met een frequentie die evenredig is met het verschil. frequenties fc - fg, in de ene of de andere richting, afhankelijk van welke van deze frequenties hoger is. Wanneer fc = fg, wordt de pijl op nul gezet; op dit moment moet de generator op het netwerk worden aangesloten. In energiecentrales worden meestal automatische apparaten gebruikt om generatoren te synchroniseren zonder tussenkomst van onderhoudspersoneel.
Heel vaak wordt de zelfsynchronisatiemethode gebruikt, waarbij de generator bij afwezigheid van excitatie op het netwerk is aangesloten (de excitatiewikkeling is gesloten voor een actieve weerstand). In dit geval wordt de rotor versneld tot een rotatiesnelheid die dicht bij de synchrone snelheid ligt (schuiven tot 2% is toegestaan) vanwege het koppel van de primaire motor en het asynchrone koppel dat wordt veroorzaakt door de inductie van stroom in de demperwikkeling. Daarna wordt een gelijkstroom toegevoerd aan de bekrachtigingswikkeling, wat leidt tot het synchroon terugtrekken van de rotor. Bij de zelfsynchronisatiemethode treedt op het moment dat de generator wordt aangezet een relatief grote inschakelstroom op.

De behoefte aan dit apparaat ontstaat wanneer een generator parallel wordt aangesloten op een wisselstroomnetwerk of op een andere generator. Dit proces heet synchronisatie.

Om ervoor te zorgen dat het inschakelen zonder schade voor de generator plaatsvindt, worden drie voorwaarden tegelijkertijd bereikt:

• Spanning in het netwerk en op de generator zijn even groot;
• Frequentie generatie is gelijk aan de frequentie van de spanning in het netwerk;
• Fase hoek tussen de spanningen van dezelfde fasen van het lichtnet en de generator nul is.

Generatorspanning: voor synchronisatie met stuurvoltmeters gelijk stellen aan de netspanning. De uitgangsspanning wordt geregeld door de stroom in de rotor te veranderen.

voor pasvorm generatie frequentie(fg) naar de waarde van de frequentie van het netwerk (fc) verander de rotatiesnelheid van de generator. Hiervoor wordt in elektriciteitscentrales de hoeveelheid stoom (water) die aan de turbinebladen wordt toegevoerd, geregeld.

MET fase hoek veel moeilijker. Het is onmogelijk om een ​​exacte gelijkheid van de opwekfrequentie met de netfrequentie te bereiken. Maar zelfs als aan deze voorwaarde wordt voldaan, wordt gelijkheid zelden bereikt. Het proces wordt verder gecompliceerd door het feit dat de rotatiesnelheid van de as van de turbine-eenheid wordt gewijzigd om aan te passen. Bij een massa van meerdere ton aan assen van industriële apparaten vindt de verandering in snelheid plaats met traagheid, waarmee moeilijk rekening kan worden gehouden.

Als gevolg hiervan is er na het gelijkmaken van de frequenties nog steeds een verschil, genaamd slip frequentie:

Het gevolg van de slipfrequentie is een constante cyclische verandering in de hoek tussen de net- en generatorspanningen van nul tot 360 graden. Hoe hoger de slipfrequentie, hoe sneller de hoek verandert en omgekeerd.

Om de hoek tussen de net- en generatorspanning visueel weer te geven, hebt u nodig: synchroscoop... De spanningen van de gelijknamige fasen van het netwerk en de generator worden eraan geleverd. De nulpositie van de pijl erop vindt plaats onder een hoek gelijk aan nul, de tegenovergestelde waarde op 180 graden.

De synchroscooppijl draait constant tijdens de synchronisatie. In de draairichting wordt bepaald of de frequentie van het genereren van de frequentie in het netwerk groter of kleiner is. Op het moment dat de pijl door de nulstand gaat, wordt de generator ingeschakeld op het netwerk.

Het inschakelen van de generator op het moment dat de pijl naar 180 graden wijst, leidt tot het optreden van stromen door de statorwikkeling, overschrijding van de nominale kortsluitstroom... Gedurende de tijd dat de beveiliging van kracht is, heeft deze stroom de tijd om de statorwikkeling te vernietigen. De generator moet worden opgestuurd voor revisie.

Als de generator onder kleinere hoeken op het netwerk is aangesloten, maar niet gelijk aan nul, zal er een kortstondige stroomstoot optreden door de statorwikkeling. Dit is ook een noodmodus van zijn werking. Schade aan de wikkeling zal niet optreden, maar de systematische asynchrone verbinding van de unit met het netwerk zal uiteindelijk leiden tot uitval. Dat is waarom asynchrone activering is verboden.

Kolomsynchronisatie

Voor visuele controle van parameters wanneer de generatoren zijn aangesloten op het netwerk, is een synchronisatiekolom geïnstalleerd op het hoofdbedieningspaneel van de energiecentrales. Apparaten worden erop geplaatst:

• Voltmeter voor het bewaken van de spanning in het netwerk.
• Generator spanningsregeling voltmeter.
• Netwerk frequentie teller.
• Generator frequentie teller.
• Synchronoscoop.

Soms wordt bovendien een testlamp op de kolom geplaatst, die is aangesloten tussen een van de fasen van het netwerk en de generator. De lamp verandert de helderheid van de gloed gelijktijdig met de beweging van de synchroscooppijl. Op de hoek tussen de spanningen gelijk aan nul, gaat het uit, op 180 graden - het brandt in volle helderheid. In mobiele energiecentrales worden dergelijke lampen soms op alle drie fasen samen (of in plaats van) een synchroscoop geïnstalleerd.

Omdat er veel generatoren op de stations staan, is het mogelijk deze één voor één aan te sluiten op de synchronisatiezuil.

Automatische synchronisatoren

Omdat het synchronisatieproces moeilijk handmatig te regelen is, wordt het automatisch uitgevoerd. Om dit te doen, installeren energiecentrales apparaten die autosynchronizers worden genoemd.

De regeling van de generatorsnelheid in handmatige modus wordt uitgevoerd door toetsen die een impuls geven aan het regelapparaat. In thermische centrales is dit een elektromotor van een stoomklep bij de turbine-inlaat. Door de sleutel kort naar de stand "Meer" of "Minder" te draaien, opent of sluit het bedieningspersoneel de klep. Dit zorgt voor de regeling van het turbinetoerental. Dezelfde bewerking wordt uitgevoerd door een auto-synchronisator die in de automatische modus werkt.

Net als de synchroscoop is deze aangesloten op de spanning van de generatoruitgang en van het netwerk. Het bewaakt constant hun waarden en geeft een impuls om alleen in te schakelen op het moment dat aan de voorwaarden die aan het begin van dit artikel worden vermeld, is voldaan. Maar met één verschil: het commando om de generator aan te zetten op het netwerk wordt vooraf gegeven, met de vertraging ingesteld bij het instellen van de synchronisator.

Waar is het voor? Het feit is dat de schakelaar die de generator met het netwerk verbindt, wordt gekenmerkt door: eigen inschakeltijd... Het is klein (tienden van een seconde), maar dit is genoeg voor de synchronoscoopnaald om tijdens de activeringstijd de nulpositie te verlaten. Daarom wordt er een vertraging toegevoegd aan de instellingen van de synchronisatie, de doorlooptijd genoemd. Voor elk type schakelaar (olie, vacuüm, SF6) heeft het een andere betekenis.

Autosynchronisator verbindt de generator niet met het netwerk bij een slipfrequentie van nul... Het proces van het aanpassen van de snelheid van de turbine is zo onstabiel dat de snelheid op elk moment kan veranderen. Daarom vindt het inschakelen plaats bij een lage slipfrequentie anders dan nul.

Synchronisatieproces

De opname van generatoren in het netwerk bij elektriciteitscentrales is als volgt.

1. Nadat de turbine-eenheid zijn nominale snelheid heeft bereikt, wordt de besturing overgedragen aan het bedieningspersoneel van het hoofdbedieningspaneel. Na de overdracht van de controle bemoeit het personeel van de turbinewinkel zich niet met zijn werk.
2. Met behulp van de frequentiemeters op de synchronisatiekolom stelt het personeel de opwekfrequentie gelijk aan de netfrequentie, waardoor de rotatiesnelheid van de turbine verandert.
3. Volgens de voltmeters op de synchronisatiekolom wordt door het veranderen van de stroom in de rotor de spanning op de generatorstator gelijk gesteld aan de netspanning. Dit gebeurt alleen na het gelijkmaken van de frequenties, aangezien de uitgangsspanning van de stator ook verandert met een verandering in frequentie.
4. De rotatiesnelheid van de turbine verandert omhoog of omlaag met de hoeveelheid die nodig is voor de normale werking van de autosynchronisator.
5. De autosynchronizer treedt in werking. Door de waarde van de slipfrequentie te analyseren, geeft het pulsen af ​​om de snelheid van de turbine te veranderen, waardoor de vereiste rotatiesnelheid wordt bereikt.
6. Nadat de slipwaarde is aangepast, schakelt de autosynchronisator automatisch over naar de modus voor het meten van de hoek tussen spanningen en berekent het moment waarop een puls moet worden gegeven om in te schakelen, zodat deze op zijn nulwaarde optreedt. Zodra dit moment is bereikt, wordt de schakelaar gesloten.

Het proces verschilt in verschillende energiecentrales en bij gebruik van verschillende soorten synchronisatoren. Ze hebben, net als relaisbeveiligingsapparaten, drie ontwikkelingsfasen doorlopen.