Forumgeneratordrift parallellt med nätverket. Parallell drift av generatorer

Vanligtvis installerar kraftverk flera synkrona generatorer för parallell drift på ett gemensamt elnät. Detta ger en ökning av kraftverkets totala kapacitet (med en begränsad kapacitet för varje generator), ökar tillförlitligheten av strömförsörjningen till konsumenterna och möjliggör bättre organisering av underhållet av enheterna.

För en synkronmaskin installerad i ett kraftverk eller annan anläggning ansluten till kraftsystemet är det sålunda vanligt att arbeta på ett nätverk med större effekt än sin egen effekt. Därför antas det att generatorn arbetar parallellt med nätverket av oändlig kraft, dvs. och dess frekvens är konstant, oberoende av belastningen på den givna generatorn.

Slå på generatorn för parallell drift med nätverket

I det aktuella läget är det nödvändigt att säkerställa en mindre strömökning i det ögonblick då generatorn är ansluten till nätverket (annars kan skyddet fungera, generatorn eller drivmotorn kan gå sönder).

Strömmen i det ögonblick då generatorn är ansluten till nätverket är noll om de momentana värdena på nätverksspänningarna är lika och generator

I praktiken löses uppfyllandet av detta villkor genom att tre likheter uppfylls:

För 3-fasgeneratorer måste fasföljden överenskommas.

Uppsättningen av operationer när generatorn ansluts till nätverket kallas synkronisering . För att göra detta, ställ först
(nominell rotorhastighet), vilket leder till frekvenslikhet
och sedan justera utjämna Och . Sammanfall i fas av spänningsvektorerna för nätverket och generatorn (
) styrs av speciella enheter - synkronoskop (rör eller pekare) (rör - i laboratoriepraxis för en lågeffektgenerator).

Tre lampor tänds mellan generatorns och nätverkets faser. Varje lampa är föremål för
, som med en frekvens
ändras med frekvensen
kallad slagfrekvens . På
skillnad
ändras långsamt, så lamporna tänds och släcks gradvis. Generatorn slås på när
tenderar till noll, dvs. i mitten mellan lampornas släckning. I det här fallet är villkoret för sammanträffande i fas av spänningsvektorerna i nätverket och generatorn uppfyllt Och . För mer exakt definition Vid denna tidpunkt används ofta en nollvoltmeter, som har en utökad skala i nollområdet. Efter att generatorn är ansluten till nätverket sker ytterligare synkronisering av frekvensen för dess rotation automatiskt.

Generatorer hög kraft synkroniseras med hjälp av pekarsynkronoskop som arbetar enligt principen om en roterande magnetiskt fält. I dessa enheter,
nålen roterar med en frekvens
åt den ena eller andra sidan. Om frekvenserna är lika är pilen inställd på noll, i detta ögonblick är generatorn ansluten till nätverket.

Vid kraftverket är synkroniseringsenheter automatiska.

Ofta använd självsynkroniseringsmetod, där generatorn är ansluten till nätverket i frånvaro av excitation (excitationslindningen är stängd för aktivt motstånd). I detta fall accelereras rotorn till en hastighet nära synkron (2 % slirning är tillåten). Sedan appliceras en likström till excitationslindningen, vilket leder till att rotorn dras tillbaka till synkronism. Men med denna metod, i det ögonblick som generatorn slås på, uppstår en stor strömökning, den bör inte överstiga 3,5
.

Aktiv effektreglering.

Efter att generatorn är ansluten till nätverket blir dess spänning lika med nätverksspänningen U C . I förhållande till den externa belastningen sammanfaller spänningarna U och U C i fas, och längs "generator-nätverk"-kretsen är de i motfas, d.v.s.
.

När de tre villkoren som är nödvändiga för synkroniseringen av generatorn är uppfyllda, dess ström efter anslutning av maskinen till nätverket är noll.

Låt oss se hur vi kan reglera när generatorn går parallellt med nätverket med exemplet med en icke-utmärkande polgenerator.

Strömmen som passerar genom ankarlindningen hos en icke-utmärkande generator kan bestämmas från ekvationen.

- från ämnesvektordiagrammet för en icke-framträdande polmaskin

eftersom
, sedan strömstyrkan kan ändras på två sätt - ändrar EMF magnitud eller fas.

Om ett yttre moment appliceras på generatoraxeln, större ögonblick nödvändig för att kompensera för magnetiska effektförluster i stål och mekaniska förluster, då får rotorn acceleration. Som ett resultat, vektorn är förskjuten i förhållande till vektorn U med någon vinkel θ i vektorernas rotationsriktning. I det här fallet uppstår någon obalanserad EMF
, vilket leder till uppkomsten av en ström .

Vi kommer att visa den framväxande obalanserade EMF med hjälp av ett vektordiagram.

Aktuell vektor släpar efter vektorn
med 90 0, eftersom dess storlek och riktning bestäms induktiv reaktans
.

När den arbetar i det övervägda läget ger generatorn aktiv kraft till nätverket
och ett elektromagnetiskt bromsmoment verkar på dess axel, vilket balanserar drivmotorns vridmoment, så rotationshastigheten förblir oförändrad. Ju mer yttre ögonblick appliceras på generatoraxeln, den mer vinkelθ av lasten, och därmed den ström och effekt som tillförs av generatorn till nätverket.

Om ett externt bromsmoment appliceras på generatorns rotoraxel, då vektorn kommer att ligga efter vektorn U med en vinkel θ.

Detta skapar en obalanserad emk.
och nuvarande , vars vektor ligger efter vektorn ∆ E med 90 0 . Eftersom vinkel φ>90 0 , den aktiva komponenten av strömmen är i motfas med
. Därför i det övervägda läget aktiv makt
tas från nätverket och maskinen fungerar motor, vilket skapar ett elektromagnetiskt vridmoment, förblir rotorhastigheten åter oförändrad.

På det här sättet, för att öka generatorbelastningen är det nödvändigt att öka det yttre momentet som appliceras på dess axel(dvs. drivmotorns vridmoment) och för att minska belastningen - minska detta moment. När du ändrar riktningen för det yttre momentet(om rotoraxeln inte roteras, utan bromsas) maskinen växlar automatiskt till motorläge.

Funktioner för driften av generatorn på ett högeffektsnätverk. Vanligtvis installerar kraftverk flera synkrona generatorer för parallell drift på en gemensam elektriska nätverk. Detta ger en ökning av kraftverkets totala effekt (med en begränsad effekt för var och en av generatorerna installerade på den), ökar tillförlitligheten för strömförsörjningen till konsumenterna och möjliggör bättre organisation av underhållet av enheterna. Kraftverk i sin tur kombineras för parallell drift till kraftfulla kraftsystem, vilket möjliggör det bästa sättet lösa problemet med produktion och distribution elektrisk energi. Således, för en synkronmaskin installerad i ett kraftverk eller vid något föremål som är anslutet till kraftsystemet, är driftläget typiskt för ett stort kraftnät, jämfört med vilket generatorns egen effekt är mycket liten. I detta fall, med en hög grad av noggrannhet, kan det antas att generatorn arbetar parallellt med ett oändligt stort kraftnät, dvs. nätspänning U c och dess frekvens f c är konstanta, oberoende av belastningen på den givna generatorn.

Slå på generatorn för parallell drift med nätverket. I det aktuella läget är det nödvändigt att säkerställa minsta möjliga strömstyrka i det ögonblick som generatorn är ansluten till nätverket. I annat eventuell drift av skyddet, haveri av generatorn eller primärmotorn.

Strömmen i det ögonblick då generatorn är ansluten till nätverket kommer att vara noll om det är möjligt att säkerställa likheten mellan de momentana värdena för nätverksspänningarna u c och generator Och G:

U cm sin (ω c t - α c) \u003d U G m sin(ω G - α G ).

I praktiken reduceras uppfyllandet av villkoret (6.27) till uppfyllandet av tre likheter: värdena för nät- och generatorspänningar U cm= U gm eller U c= U G; frekvenser ω c= ω r eller f c = f G; deras inledande faser α c = α z (sammanfall i fas av vektorerna Ú c och Ú G). För trefasgeneratorer måste dessutom fasföljden överenskommas.

Uppsättningen av operationer som utförs när generatorn är ansluten till nätverket kallas synkronisering. I praktiken, vid synkronisering av generatorn, ställs först rotorns nominella varvtal in, vilket ger en ungefärlig frekvenslikhet f c ≈ f g och sedan, genom att justera excitationsströmmen, uppnår de spänningslikhet U c= U d. Sammanfall i fasen av spänningsvektorerna i nätverket och generatorn (α c \u003d α g) styrs av speciella enheter - lampa och visare synkronoskop.

Rörsynkronoskop används för att synkronisera lågeffektgeneratorer, så de används vanligtvis i laboratoriepraxis. Denna enhet består av tre lampor anslutna mellan generatorns faser och nätverket (Fig. 6.32, a). Varje lampa utsätts för en spänning Δ u = u från - u g, vilket f med ≠ f r ändras med frekvensen Δ f = f c- f g, ringde slagfrekvens(Fig. 6.32, b). I detta fall blinkar lamporna. På f med ≈ f g skillnad Δ Ochändras långsamt, vilket gör att lamporna gradvis tänds och släcks.

PARALLELL FUNKTION AV SYNKRONGENERATORN MED NÄTVERKET

Funktioner för driften av generatorn på ett högeffektsnätverk. Vanligtvis installerar kraftverk flera synkrona generatorer för parallell drift på ett gemensamt elektriskt nätverk. Detta säkerställer en ökning av kraftverkets totala effekt (med en begränsad effekt för var och en av generatorerna installerade på den), ökar tillförlitligheten för strömförsörjningen till konsumenterna och möjliggör bättre organisering av underhållet av enheterna. Kraftstationer kombineras i sin tur för parallelldrift till kraftfulla kraftsystem som gör det möjligt att på bästa sätt lösa problemet med produktion och distribution av elektrisk energi. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, för en synkronmaskin installerad i ett kraftverk eller på någon anläggning som är ansluten till elnätet, är driftläget typiskt för ett stort kraftnät, jämfört med vilket generatorns egen effekt är mycket liten. I detta fall, med en hög grad av noggrannhet, kan det antas att generatorn arbetar parallellt med ett oändligt stort kraftnät, dvs. nätspänning U c och dess frekvens f c är konstanta, oberoende av belastningen på den givna generatorn.

Slå på generatorn för parallell drift med nätverket. I det aktuella läget är det extremt viktigt att se till att strömstyrkan är så låg som möjligt när generatorn är ansluten till nätverket. Annars kan skydd utlösas, skada på generatorn eller drivmotorn.

Strömmen i det ögonblick då generatorn är ansluten till nätverket kommer att vara noll, om det är möjligt att säkerställa likheten mellan de momentana värdena för nätverksspänningen u c och generator Och G:

U cm sin (ω c t - α c) \u003d U G m sin(ω G - α G ).

I praktiken reduceras uppfyllandet av villkoret (6.27) till uppfyllandet av tre likheter: värdena för nät- och generatorspänningar U cm= U gm eller U c= U G; frekvenser ω c= ω r eller f c = f G; deras inledande faser α c = α z (sammanfall i fas av vektorerna Ú c och Ú G). För trefasgeneratorer måste dock fasföljden överenskommas.

Uppsättningen av operationer som utförs när generatorn är ansluten till nätverket kallas synkronisering. I praktiken, vid synkronisering av generatorn, ställs först rotorns nominella varvtal in, vilket ger en ungefärlig frekvenslikhet f c ≈ f g och sedan, genom att justera excitationsströmmen, uppnår de spänningslikhet U c= U d. Sammanfall i fasen av spänningsvektorerna i nätverket och generatorn (α c \u003d α g) styrs av speciella enheter - lampa och visare synkronoskop.

Rörsynkronoskop används för att synkronisera lågeffektgeneratorer; därför används de vanligtvis i laboratoriepraxis. Denna enhet består av tre lampor anslutna mellan generatorns faser och nätverket (Fig. 6.32, a). Varje lampa utsätts för en spänning Δ u = u från - u g, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ kl f med ≠ f r ändras med frekvensen Δ f = f c- f g, ringde slagfrekvens(Fig. 6.32, b). I detta fall blinkar lamporna. På f med ≈ f g skillnad Δ Ochändras långsamt, vilket gör att lamporna gradvis tänds och släcks.

Typiskt är generatorn ansluten till nätverket i det ögonblick då spänningsskillnaden Δ u under en kort tid blir nära noll, d.v.s. i mitten av lampans släckningsperiod. I detta fall är villkoret för koincidens i fas för vektorerna uppfyllt Ú c och Ú d. För en mer exakt bestämning av detta moment används ofta en nollvoltmeter, som har en utökad skala i nollområdet. Efter att generatorn är ansluten till nätverket, ytterligare synkronisering av frekvensen av dess rotation, d.v.s. säkerställa villkoret n 2 = n 1 sker automatiskt.

Högeffektsgeneratorer synkroniseras med hjälp av pekarsynkronoskop som arbetar enligt principen om ett roterande magnetfält. I dessa enheter, f med ≠ f d nålen roterar med en frekvens som är proportionell mot skillnaden. frekvenser f från - f g, i den ena eller andra riktningen, beroende på vilken av dessa frekvenser som är störst. På f c = f d-pilen är inställd på noll; i det här ögonblicket och anslut generatorn till elnätet. På kraftverk använder vanligtvis automatiska enheter för att synkronisera generatorer utan deltagande av underhållspersonal.

Ganska ofta används självsynkroniseringsmetoden, där generatorn är ansluten till nätverket i frånvaro av excitation (excitationslindningen är stängd till aktivt motstånd). I detta fall accelereras rotorn till en hastighet nära synkron (slirning upp till 2 % tillåts), på grund av drivmotorns vridmoment och det asynkrona vridmomentet på grund av ströminduktion

i spjälllindning. Därefter appliceras en likström på excitationslindningen, vilket leder till att rotorn dras tillbaka till synkronism. Med självsynkroniseringsmetoden, i det ögonblick som generatorn slås på, uppstår en relativt stor strömstyrka, som inte bör överstiga 3,5 jag ett nom.

Aktiv effektreglering. Efter att generatorn är ansluten till nätverket, dess spänning U blir lika med nätspänningen U c. Relativt till extern lastspänning U Och U c sammanfaller i fas, och längs kretsen är ''generator - nätverk' i motfas, dvs. Ú = - Ú c (Fig. 6.33, a). Med exakt uppfyllelse av dessa tre villkor som är nödvändiga för synkronisering av generatorn, dess ström jag a efter att ha anslutit maskinen till nätverket är noll. Fundera på hur du kan reglera strömmen jag a när generatorn går parallellt med nätverket med exemplet med en icke-utmärkande polgenerator.

Strömmen som passerar genom ankarlindningen på en icke-utmärkande generator kan bestämmas från ekvation (6.23)

Eftersom U = U c = const, sedan strömstyrkan jag men det kan ändras på bara två sätt - genom att ändra EMF E 0 i magnitud eller fas. Om ett externt moment appliceras på generatoraxeln, större än momentet, vilket är extremt viktigt för att kompensera för magnetiska effektförluster i stål och mekaniska förluster, förvärvar rotorn acceleration, vilket resulterar i att vektorn É 0 är offset relativt vektorn Ú till någon vinkel θ i vektorernas rotationsriktning (Fig. 6.33, b). I detta fall uppstår någon obalanserad EMF Δ E, vilket leder enligt (6.28) till uppkomsten av en ström jag men. Den framväxande obalanserade EMF Δ É = É 0 - Ú = É 0 + Ú c = j Í a X SN kan visas på ett vektordiagram (fig. 6.33, b). Aktuell vektor jag och ligger efter vektorn Δ E med 90°, eftersom dess storlek och riktning bestäms av induktiv reaktans X sn.

När den arbetar i det övervägda läget ger generatorn aktiv kraft till nätverket

P = mUI a cos φ och ett elektromagnetiskt bromsmoment verkar på dess axel, vilket balanserar primärmotorns vridmoment, vilket resulterar i att rotorhastigheten förblir oförändrad. Ju större yttre moment som appliceras på generatoraxeln, desto större vinkel θ , och följaktligen strömmen och effekten som ges av generatorn till nätverket.

Om ett externt bromsmoment appliceras på rotoraxeln, då vektorn É 0 kommer att släpa efter spänningsvektorn Ú på hörnet θ (Fig. 6.33, i). I detta fall en obalanserad EMF Δ É och nuvarande Ía, vars vektor ligger efter vektorn Δ É 90°. Eftersom vinkeln φ > 90° är den aktiva komponenten av strömmen i motfas med generatorspänningen. Därför, i det övervägda läget, den aktiva effekten R= mUI a cos φ tas från nätverket och maskinen fungerar som en motor och skapar ett elektromagnetiskt vridmoment som balanserar det externa bromsmomentet; rotorhastigheten förblir åter oförändrad.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, för att öka generatorbelastningen är det viktigt att öka den applicerade till dess axel yttre moment(dvs drivmotorns vridmoment), och för att minska belastningen - minska momentet. När du ändrar riktningen för det yttre momentet(om rotoraxeln inte roteras, utan bromsas) maskinen växlar automatiskt från generatorläge till motorläge.

Reglering av reaktiv effekt. Om i en maskin som är ansluten till nätverket och som arbetar i viloläge (bild 6.34, men),öka excitationsströmmen jag c, då kommer emk att öka E 0 (Fig. 6.34, b), kommer det att finnas en obalanserad EMF Δ É = - jI ett X sn och ström kommer att passera genom ankarlindningen jag en, som enligt (6.28) endast bestäms av den induktiva reaktansen X sn maskin. Därför den nuvarande Ía reaktiv: den släpar efter spänningen i fas Ú med en vinkel på 90° eller leder nätspänningen med samma vinkel Ú c. När excitationsströmmen minskar, strömmen Íaändrar riktning: den är 90° före spänningen Ú (Fig. 6.34, i) och släpar efter spänningen med 90° Ú c .Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, när excitationsströmmen ändras ändras endast den reaktiva komponenten av strömmen Ia, dvs. responsiv kraft Q-maskiner. Aktiv strömkomponent jag a i de övervägda fallen är lika med noll. Därför aktiv kraft R= 0 och maskinen går på tomgång.

När maskinen arbetar under belastning skapas samma förhållanden: när excitationsströmmen ändras ändras endast den reaktiva komponenten av strömmen jag en, dvs maskinens reaktiva effekt F. Exciteringsläge för en synkronmaskin med ström jag c.p., kl

där den reaktiva komponenten av strömmen jag och är lika med noll, kallas moden för fullständig eller normal excitation. Om excitationsströmmen jag i mer aktuellt jag vp, där det finns ett fullt exciteringsläge, sedan strömmen jag och innehåller eftersläpning U reaktiv komponent, som motsvarar generatorns aktiv-induktiva belastning. Detta läge kallas överexcitationsläget. Om excitationsströmmen jag i mindre ström jag vp, sedan strömmen jag a innehåller en reaktiv komponent som leder spänningen U, vilket motsvarar den aktiva kapacitiva belastningen för generatorn. Detta läge kallas underexcitationsläget.

En överexciterad synkronmaskin som arbetar i viloläge motsvarar en kapacitans i förhållande till nätverket. En maskin speciellt utformad för att fungera i detta läge kallas en synkron kompensator och används för att öka effektfaktorn för elektriska installationer och stabilisera spänningen i elektriska nätverk. En underexciterad synkronmaskin som arbetar i viloläge är ekvivalent med induktans i förhållande till nätverket.

Förekomsten av den reaktiva strömkomponenten jag och förklaras fysiskt av det faktum att när en synkronmaskin arbetar på ett oändligt stort kraftnätverk, det totala magnetiska flödet kopplat till var och en av faserna, ΣФ = Ф res + Ф σ = Ф in + Ф a + Ф σ beror inte på excitationsströmmen och förblir oförändrad under alla förhållanden, eftersom

Ú = É 0 + É a + É σа = - Ú c = konst.

Därför, om excitationsströmmen jag större än den ström som krävs för fullständig excitation, så uppstår en eftersläpande strömkomponent jag a, som skapar ett avmagnetiserande ankarreaktionsflöde Fa; om aktuell jag i mindre ström, vilket är extremt viktigt för fullständig excitation, uppstår en ledande strömkomponent jag a, vilket skapar ett magnetiserande flöde av ankarreaktionen Ф men. I samtliga fall är det totala maskinflödet ΣФ automatiskt hålls oförändrad.

PARALLELL FUNKTION AV EN SYNKRONGENERATOR MED NÄTVERK - koncept och typer. Klassificering och funktioner för kategorin "PARALLELL FUNKTION AV EN SYNKRONGENERATOR MED NÄTVERKET" 2017, 2018.

Vanligtvis installerar kraftverk flera synkrona generatorer för parallell drift på ett gemensamt elektriskt nätverk. Detta ger en ökning av kraftverkets totala effekt (med en begränsad effekt för var och en av generatorerna installerade på den), ökar tillförlitligheten för strömförsörjningen till konsumenterna och möjliggör bättre organisation av underhållet av enheterna. Kraftstationer kombineras i sin tur för parallelldrift till kraftfulla kraftsystem som gör det möjligt att på bästa sätt lösa problemet med produktion och distribution av elektrisk energi. Således, för en synkronmaskin installerad i ett kraftverk eller vid något föremål som är anslutet till kraftsystemet, är driftläget typiskt för ett stort kraftnät, jämfört med vilket generatorns egen effekt är mycket liten. I detta fall, med en hög grad av noggrannhet, kan det antas att generatorn arbetar parallellt med ett oändligt stort kraftnät, d.v.s. att nätspänningen Uc och dess frekvens fc är konstant, oberoende av denna generators belastning.
Slå på generatorn för parallell drift med nätverket. I det aktuella läget är det nödvändigt att säkerställa minsta möjliga strömstyrka i det ögonblick som generatorn är ansluten till nätverket. Annars kan skydd utlösas, skada på generatorn eller drivmotorn.
Strömmen i det ögonblick då generatorn är ansluten till nätverket kommer att vara lika med noll om det är möjligt att säkerställa likheten mellan de momentana värdena för spänningarna i nätverket uc och generatorn ug:
Ucm sin (?ct - ?s) \u003d Ugm sin (?g - ?g)
I praktiken genomförandet givet tillstånd reduceras till uppfyllandet av tre likheter: värdena på nät- och generatorspänningarna Ucm = Ugm eller Uc = Ug; frekvenser? c \u003d ?g eller fc \u003d fg; deras initiala faser µc = µg (sammanfall i fas av vektorerna µc och µg). För trefasgeneratorer måste dessutom fasföljden överenskommas.
Uppsättningen av operationer som utförs när generatorn är ansluten till nätverket kallas synkronisering. I praktiken, vid synkronisering av generatorn, ställs först rotorns nominella varvtal in, vilket säkerställer den ungefärliga likheten mellan frekvenserna fс? fg och sedan, genom att justera excitationsströmmen, uppnår de spänningslikhet Uc = Ug. Fassammanfallen av spänningsvektorerna i nätverket och generatorn (?c \u003d?g) styrs av speciella enheter - lamp- och pekarsynkronoskop.
Rörsynkronoskop används för att synkronisera lågeffektgeneratorer, så de används vanligtvis i laboratoriepraxis. Denna enhet består av tre lampor anslutna mellan generatorns faser och nätverket. En spänning verkar på varje lampa?u \u003d uc - ug, vilken vid fc? fg ändras med frekvensen f = fc - fg, kallad taktfrekvensen. I detta fall blinkar lamporna. På fc? fg skillnad? och ändras långsamt, vilket gör att lamporna gradvis tänds och slocknar.
Vanligtvis är generatorn ansluten till nätverket i det ögonblick då spänningsskillnaden?u blir nära noll under en kort tid, d.v.s. i mitten av den period då lamporna slocknar. I detta fall är villkoret för koincidens i fas för vektorerna βc och Σg uppfyllt. För att mer exakt bestämma detta ögonblick används ofta en nollvoltmeter, som har en utökad skala i nollområdet. Efter att generatorn är ansluten till nätverket sker ytterligare synkronisering av dess rotationshastighet, d.v.s. säkerställande av villkoret n2 = n1, automatiskt.
Högeffektsgeneratorer synkroniseras med hjälp av pekarsynkronoskop som arbetar enligt principen om ett roterande magnetfält. I dessa enheter på fs? fg roterar pilen med en frekvens som är proportionell mot skillnaden. frekvenser fc - fg, i den ena eller andra riktningen, beroende på vilken av dessa frekvenser som är störst. När fc = fg är pilen noll; vid denna tidpunkt bör generatorn vara ansluten till nätverket. Vid kraftverk används vanligtvis automatiska enheter för att synkronisera generatorer utan deltagande av underhållspersonal.
Ganska ofta används självsynkroniseringsmetoden, där generatorn är ansluten till nätverket i frånvaro av excitation (excitationslindningen är stängd för aktivt motstånd). I detta fall accelereras rotorn till en hastighet nära synkron (slirning upp till 2% är tillåten) på grund av primärmotorns vridmoment och det asynkrona vridmomentet på grund av induktionen av ström i spjälllindningen. Därefter appliceras en likström på excitationslindningen, vilket leder till att rotorn dras tillbaka till synkronism. Med självsynkroniseringsmetoden uppstår en relativt stor strömökning i det ögonblick som generatorn slås på.

Behovet av denna enhet uppstår när generatorn är parallellkopplad med nätverket växelström eller en annan generator. Denna process kallas synkronisering.

För att inkluderingen ska passera utan att skada generatorn, uppnås tre villkor samtidigt:

• Spänning i nätverket och på generatorn är samma i storlek;
• Frekvens generering är lika med frekvensen av spänningen i nätverket;
• Fasvinkel mellan spänningarna för samma faser i nätverket och generatorn är noll.

Generatorspänning före synkronisering, ställ in lika med nätspänningen med hjälp av kontrollvoltmetrar. Utspänningen regleras genom att ändra strömmen i rotorn.

För en passform generationsfrekvens(fg) till nätverksfrekvensen (fc) ändra generatorns rotationshastighet. Vid kraftverk, för detta, regleras mängden ånga (vatten) som tillförs turbinbladen.

FRÅN fasvinkel mycket svårare. Det är omöjligt att uppnå exakt likhet mellan genereringsfrekvensen och nätverksfrekvensen. Men även om detta villkor är uppfyllt uppnås sällan jämlikhet. Processen kompliceras ytterligare av det faktum att rotationshastigheten för turbinenhetens axel ändras för att justeras. Med en flertonsmassa av industriella apparaters axlar sker hastighetsändringen med tröghet, vilket är svårt att ta hänsyn till.

Som ett resultat, efter utjämning av frekvenserna, finns det fortfarande en skillnad som kallas glidningsfrekvens:

Slirfrekvensen resulterar i en konstant cyklisk förändring av vinkeln mellan nät- och generatorspänningen från noll till 360 grader. Ju större glidfrekvens, desto snabbare ändras vinkeln och vice versa.

För att visuellt visa vinkeln mellan nät- och generatorspänningen behöver du synkroskop. Spänningarna för samma faser i nätverket och generatorn tillförs det. Nollpositionen för pilen på den inträffar i en vinkel lika med noll, det motsatta värdet - vid 180 grader.

Synkronoskopets hand roterar konstant under synkroniseringen. Rotationsriktningen avgör om frekvensen för generering av frekvens i nätet är större eller lägre. I det ögonblick som pilen passerar genom nollpositionen är generatorn ansluten till nätverket.

Att slå på generatorn i det ögonblick då pilen pekar på 180 grader, leder till uppkomsten av strömmar genom statorlindningen, överstiger märkströmmen kortslutning . Under tiden som skyddet fungerar kommer denna ström att hinna förstöra statorlindningen. Generatorn måste skickas för översyn.

Om generatorn är ansluten till nätverket i mindre vinklar, men inte lika med noll, kommer en kortvarig strömökning att inträffa genom statorlindningen. Det är det visst nödläge hans arbeten. Lindningsskador kommer inte att inträffa, men den systematiska icke-synkrona inkluderingen av enheten i nätverket kommer att leda till haveri med tiden. Det är därför icke-synkron omkoppling är förbjuden.

Synkroniseringskolumn

För visuell kontroll parametrar när generatorer är anslutna till nätverket, är en synkroniseringskolumn installerad på huvudkontrollpanelen för kraftverk. Enheter finns på den:

• Spänningskontroll voltmeter i nätverket.
• Voltmeter spänningskontroll på generatorn.
• Nätverksfrekvensräknare.
• Generator frekvensräknare.
• Synkronoskop.

Ibland placeras dessutom en kontrollampa på kolonnen, påslagen mellan en av faserna i nätverket och generatorn. Lampan ändrar ljusstyrkan på glöden samtidigt som synkronoskopets hand rör sig. I en vinkel mellan spänningar lika med noll slocknar den, vid 180 grader brinner den i full ljusstyrka. I mobila kraftverk installeras sådana lampor ibland på alla tre faserna tillsammans med (eller istället för) synkronoskopet.

Eftersom det finns många generatorer på stationerna är det möjligt att koppla dem i tur och ordning till synkroniseringskolumnen.

Automatiska synkroniserare

Eftersom synkroniseringsprocessen är svår att styra manuellt utförs den i automatiskt läge. För detta installeras enheter som kallas autosynkronisatorer vid kraftverk.

Reglera generatorns hastighet in manuellt läge utförs av nycklar som ger en impuls till regleranordningen. Vid termiska kraftverk är detta elmotorn för ångventilen vid turbininloppet. Genom att kort vrida nyckeln till lägena "Mer" eller "Mindre" öppnar eller stänger driftpersonalen ventilen. Detta säkerställer att turbinhastigheten kontrolleras. Samma operation utförs av autosynkronisatorn som arbetar i automatiskt läge.

Som med synkronoskopet är spänningar anslutna till det från generatorutgången och från nätverket. Den övervakar ständigt deras värderingar och ger en impuls att slå på endast när villkoren som anges i början av denna artikel är uppfyllda. Men med en skillnad: kommandot för att slå på generatorn till nätverket utfärdas i förväg, med en fördröjning som anges när du ställer in synkroniseringen.

Vad är det för? Faktum är att omkopplaren som slår på generatorn i nätverket kännetecknas av egen starttid. Den är liten (tiondels sekund), men det räcker för att synkronoskopnålen ska lämna nollläget under operationen. Därför läggs en tidsfördröjning, kallad ledtid, till i synkroniseringsinställningarna. För varje typ av strömbrytare (olja, vakuum, SF6) har den en annan betydelse.

Autosynkroniserare inkluderar inte generatorn i nätet vid en slirfrekvens lika med noll. Processen att justera turbinhastigheten är så instabil att hastigheten kan ändras när som helst. Därför sker påslagning vid en liten slirfrekvens annan än noll.

Synkroniseringsprocess

Införandet av generatorer i nätet vid kraftverk sker enligt följande.

1. Efter att turbinenheten når den nominella hastigheten överförs dess kontroll till den operativa personalen på huvudstyrenheten. Personalen i turbinverkstaden efter överföringen av kontroll blandar sig inte i dess arbete.
2. Enligt frekvensmätarna på synkroniseringskolonnen utjämnar personalen genereringsfrekvensen med nätfrekvensen, vilket ändrar turbinens rotationshastighet.
3. Enligt voltmetrarna på synkroniseringskolumnen, genom att ändra strömmen i rotorn, ställs spänningen på generatorns stator in, lika med nätspänningen. Detta görs endast efter frekvensutjämning, eftersom med en förändring i frekvens, och utspänning stator.
4. Turbinhastigheten ändras upp eller ner med den mängd som krävs för normal drift autosynkroniserare.
5. Autosynkroniseringen är aktiverad. Genom att analysera storleken på slirningsfrekvensen ger den impulser för att ändra turbinhastigheten, vilket uppnår den erforderliga rotationsfrekvensen.
6. Efter att ha justerat slipvärdet växlar autosynkronisatorn automatiskt till läget för att mäta vinkeln mellan spänningar och beräknar ögonblicket när en puls ska slås på så att det händer när den nollvärde. Så snart detta ögonblick uppnås stänger strömbrytaren.

Processen är olika i olika kraftverk och i tillämpning olika typer synkroniserare. De är som enheter reläskydd genomgått tre utvecklingsstadier.