Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Изменение активной мощности. Режимы генератора и двигателя.

 

Изменение тока возбуждения не вызывает появления активной нагрузки или ее изменения. Чтобы включенная на параллельную работу машина приняла на себя активную нагрузку и работала в режиме генератора, необ­ходимо увеличить движущий механический вращающий момент на ее валу, увеличив, например, поступление воды или пара в турбину.

Тогда равенство моментов на валу нарушится, ротор генератора, а следовательно, и вектор э. д. с. генератора забегут вперед на некоторый угол (рис. б). При этом возникнет ток I, отстающий, как и ранее, от на 90o Но, как следует из рис. в, в данном случае

и

т. е. машина отдает в сеть активную мощность.

Если, наоборот, притормозить ротор машины, создав на его валу механическую нагрузку, то э.д.с. отстанет от на некоторый угол , ток будет отставать от на угол ,при этом мощность машины

т.е. машина будет работать в режиме двигателя.

 

Как следует из рис. в и г, у генератора вектор отстает от вектора , а у двигателя — наоборот. Угол нагрузки в пер­вом случае будем считать положительным, а во втором — отри­цательным.

Характер магнитного поля в зазоре между статором и ротором в режимах генератора и двигателя изображен на рис. 2. У гене­ратора ось полюсов сдвинута относительно оси потока на поверх­ности статора на угол вперед, по направ­лению вращения ( >0), а у двигателя—против направления вращения ( <0). Угол можно назвать внутренним уг­лом

Рис 2.

нагрузки. Образование электромагнитного вращающего момента М и направление его действия согласно рис. 35-6 можно объяснить также тяжением магнитных линий.

Преобразование энергии в синхронных машинах нормальной конструкции, с вращающимся индуктором и возбудителем на об­щем валу, иллюстрируется энергетическими диаграммами рис. 3,

 

Рис 3.

 

 

где рмх — механические потери, рв — потери на возбуждение синх­ронной машины, включая потери в возбудителе, рд — добавочные потери от высших гармоник поля в стали статора и ротора, рмг — основные магнитные потери и рэл — электрические потери в об­мотке якоря. Для генератора Р1 — потребляемая с вала механическая мощность и Р2 — отдаваемая в сеть электрическая мощность, а для двигателя Р1 — потребляемая из сети электрическая мощ­ность и Р2 — развиваемая на валу механическая мощность. Электро­магнитная мощность Рэм передается с помощью магнитного поля с ротора на статор в режиме генератора и в обратном направлении — в режиме двигателя. Добавочные потери покрываются за счет механической мощности на роторе. Механические потери возбуди­теля включаются в потери рмх

Весьма важно отметить, что при изменении движущего или тор­мозящего механического момента на валу синхронная машина обладает свойствами саморегулирования и способностью до извест­ных пределов сохранять синхронизм с сетью, т. е. синхронное вращение с другими синхронными машинами, приключен­ными к этой сети. Напри­мер, при приложении к валу положительного вращающего момента Мст„ ротор будет уско­ряться и угол нагрузки будет расти от нуля (рис. б). Вместе с тем машина начинает нагружаться активной мощностью Р и разви­вать тормозящий электромагнитный момент М. При этом величины , Р и М будут расти до тех пор, пока не наступит равновесие моментов Mст = М на валу. Одновременно с этим восстановится также баланс между потребляемой с вала механической мощ­ностью, отдаваемой в сеть электрической мощностью и потерями в машине. В случае приложения к валу тормозящего момента Мст угол будет расти по абсолютной величине также до тех пор, пока не восстановится равновесие моментов на валу и баланс мощностей.

Все изложенное выше действительно также для явнополюсной машины с той лишь разницей,

 

Параллельная работа синхронных генераторов на сеть ограни­ченной мощности.

 

В ряде случаев мощность отдельного генератора составляет значительную часть мощности всех генераторов системы. В других случаях станция с несколькими генераторами соединена с мощной системой через длинную линию передачи. Хотя в этих условиях установленные выше общие положения также сохра­няются в силе, однако при этом изменение режима работы одного генератора оказывает все же заметное влияние на режим работы других генераторов.

Для выяснения особенностей параллельной работы в этих усло­виях допустим, что параллельно на общую сеть работают два гене­ратора одинаковой мощности, снабжая электроэнергией группу потребителей Если, например, увеличить одновре­менно токи возбуждения if1, if2 этих генераторов, то напряжение U обоих генераторов и всей сети возрастет. При увеличении U в об­щем случае возрастет также реактивная мощность потребителей, например асинхронных двигателей. При эта мощность распределится поровну между обоими генераторами.

Если увеличить только то U также возрастет, но в мень­шей степени. В то же время реактивная мощность генератора Г1 увеличится, а генератора Г2 — уменьшится. При увеличении if1 для сохранения U-= const ток if2 другого генератора нужно уменьшить. При этом реактивная мощность генератора Г1 возрастет, а генера­тора Г2 — уменьшится.

Таким образом, в системе ограниченной мощности для повыше­ния напряжения сети необходимо увеличивать токи возбуждения всех генераторов, а для перераспределения общей реактивной мощности между отдельными генераторами при U = const нужно токи возбуждения одних генераторов увеличивать, а других — уменьшать.

Если увеличить вращающие моменты или мощности первичных двигателей всех генераторов в системе ограниченной мощности, то скорость вращения этих двигателей и частота сети будут возрастать. При этом повысится также мощность потребителей, например, в ре­зультате повышения скорости вращения асинхронных двигателей. Повышение частоты будет происходить до тех пор, пока не насту­пит баланс мощностей между первичными двигателями и потреби­телями с учетом потерь в генераторах и сети. Для сохранения I = const при увеличении мощности первичного двигателя одного генератора мощность первичного двигателя второго нужно умень­шить. При этом происходит перераспределение активных мощно­стей.

При недостатке генерируемой активной мощности в системе частота f будет падать, что нарушит нормальное энергоснабжение потребителей. При недостатке генерируемой реактивной мощности в системе (невозможность поддерживать на необходимом уровне реактивную мощность генераторов электростанций и синхронных компенсаторов во избежании перегрузок их током) напряжение системы будет падать, при определенных условиях даже катастрофически. Поэтому сохранение баланса реактивных мощностей в системе не менее важно, чем сохранение баланса активных мощностей.

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 29; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.082 с.) Главная | Обратная связь