Автоматическое включение генераторов на параллельную работу. Способы включения генераторов, уравнительные токи и моменты

На электростанциях обычно устанавливают несколько синхронных генераторов, включённых параллельно для совместной работы.

Наличие нескольких генераторов вместо одного суммарной мощности даёт возможность отключать один генератор в случае аварии или ремонта, при этом остальные генераторы работают. Электростанции, в свою очередь, объединяют для параллельной работы в мощные энергосистемы, позволяющие наилучшим образом решать задачи производства и распределения электроэнергии.

При включении синхронного генератора в сеть на параллельную работу необходимо соблюдать следующие условия:

1. ЭДС генератора Е0 в момент подключения его к сети должна быть равна и противоположна по фазе напряжению сети Uс (Е0 = Uс).

2. Частота генератора fг должна быть равна частоте переменного напряжения в сети fс.

3. Порядок следования фаз на выводах генератора должен быть таким же, что и на зажимах сети.

Приведение генератора в состояние, удовлетворяющее всем указанным условиям, называют синхронизацией.

Способы синхронизации:

1) Способ точной синхронизации – состоит в том, что прежде чем включить генератор в сеть, его приводят в состояние, удовлетворяющее всем перечисленным условиям. Момент синхронизации определяют ламповым или стрелочным синхроскопом. При определении момента синхронизации ламповым синхроскопом лампы включают по схеме «на погасание».

Момент синхронизации определяю по погасанию ламп на длительное время. В этот момент и следует замкнуть рубильник, включив генератор в сеть. Этим способом включают на параллельную работу генераторы малой мощности.

2) Способ самосинхронизации – состоит в том, что ротор невозбуждённого генератора приводят во вращение первичным двигателем до частоты вращения, отличающейся от синхронной не более чем на 2÷ 5%, затем генератор подключают к сети. Для того, чтобы избежать перенапряжения в обмотке ротора (в обмотке возбуждения) в момент подключения её к сети, её замыкают на некоторое активное сопротивление. Затем обмотку ротора (обмотку возбуждения) подключают к источнику постоянного тока, и синхронный генератор втягивается в синхронизацию, т. е. частота вращения ротора становится синхронной. Этим способом включают на параллельную работу синхронные генераторы мощностью до 500 мВт.

Если генераторы синхронизированы, то включение их на параллельную работу протекает спокойно, без появления в системе каких-либо дополнительных толчков тока. Если хотя бы одно из условий не выдержано, то между генераторами появляются значительные уравнительные токи, которые не позволяют осуществить параллельную работу генераторов, а в некоторых случаях могут даже вызвать их повреждение

Автоматическое включение генераторов на параллельную работу. Автоматические устройства точной синхронизации

При включении синхронного генератора в сеть на параллельную работу необходимо соблюдать следующие условия:

2. Частота генератора fг должна быть равна частоте переменного напряжения в сети fс.

3. Порядок следования фаз на выводах генератора должен быть таким же, что и на зажимах сети.

Автоматические и полуавтоматические устройства самосинхронизации генераторов.

Автоматическая самосинхронизация является эффективным средством для обеспечения быстрого включения в сеть синхронных генераторов и предотвращения ошибочных действий персонала, возможных при ручном включении генераторов.

Автоматическая самосинхронизация обеспечивает включение (обычно в аварийных случаях) генераторов методом самосинхронизации. Сущность метода в том, что невозбужденный генератор включается в сеть и затем на него подается возбуждение. Самосинхронизация обеспечивает быстрое включение генераторов и ускоряет ликвидацию аварии, позволяя в короткий срок использовать мощность генераторов, потерявших связь с энергосистемой.

Устройство полуавтоматической самосинхронизации обеспечивает автоматическое включение выключателя невозбужденного генератора при достижении генератором частоты вращения, близкой к частоте вращения работающих генераторов. Регулирование частоты вращения генератора производится персоналом вручную путем воздействия на регулятор частоты вращения турбины. Генератор возбуждается после включения его выключателя.

На тепловых электростанциях самосинхронизация в основном выполняется полуавтоматически вследствие сложности автоматизации пуска теплового блока из холодного состояния. На гидроэлектростанциях применяются устройства автоматического пуска гидроагрегатов; это позволяет использовать как полуавтоматическую, так и автоматическую самосинхронизацию.

Системы возбуждения синхронных генераторов. Назначение и виды автоматического регулирования возбуждения (АРВ). Устройство быстродействующей форсировки возбуждения (УБФ).

Системы тиристорные независимые (СТН) предназначены для питания обмотки возбуждения крупных турбо- и гидрогенераторов выпрямленным регулируемым током, применяемые при выработке электроэнергии на ГЭС и других генерирующих станциях. В отличие от систем самовозбуждения (СТС), в СТН тиристорные выпрямители главного генератора получают питание от независимого источника напряжения переменного тока промышленной частоты – от вспомогательного синхронного генератора, вращающемся на одном валу с главным генератором.

Система тиристорного самовозбуждения (СТС) предназначена для питания обмоток возбуждения турбо и гидрогенераторов выпрямленным регулируемым током. Питание тиристорного выпрямителя осуществляется через трансформатор, подключенный к генераторному токопроводу. Для запуска генератора предусмотрена цепь начального возбуждения, которая автоматически формирует кратковременный импульс напряжения на обмотке ротора до появления ЭДС обмотки статора генератора. Импульс напряжения достаточен для поддержания устойчивой работы тиристорного преобразователя в цепи самовозбуждения. Питание цепей начального возбуждения осуществляется как от источника переменного тока, так и от станционной аккумуляторной батареи.

Системы бесщеточные диодные (СБД) предназначены для питания обмотки возбуждения турбогенераторов выпрямленным регулируемым током. Бесщеточный возбудитель представляет собой синхронный генератор обращенного исполнения, якорь которого с обмоткой переменного тока и диодным выпрямителем жестко соединен с ротором возбужденного турбогенератора. Обмотка возбуждения возбудителя расположена на его статоре. Главное достоинство бесщеточных возбудителей состоит в отсутствии контактных колец и щеточного контакта в цепи обмотки ротора турбогенератора и в сокращении длины машины.

Основным назначением АРВ является повышение устойчивости параллельной работы генераторов при нарушениях нормального режима. В этих условиях АРВ, реагируя на сравнительно небольшие отклонения напряжения (или тока) генератора от нормального значения, значительно увеличивают (форсируют) возбуждение генераторов. При увеличении (особенно при форсировке) возбуждения до потолка увеличивается ЭДС генератора, что способствует повышению предела устойчивости генератора

Виды АРВ:

Все APB, применяемые на синхронных генераторах, различаются по параметру, на который они реагируют, по способу воздействия на систему возбуждения генератора и подразделяются на три группы.

К первой группе относятся электромеханические АРВ, которые реагируют на отклонение напряжения генератора от заданного значения (уставки) и воздействуют на изменение сопротивления в цепи обмотки возбуждения возбудителя.

Ко второй группе относятся электрические АРВ. Эти АРВ реагируют на отклонение напряжения или тока генератора от заданного значения и подают дополнительный выпрямленный ток в обмотку возбуждения возбудителя от внешних источников питания.

К третьей группе относятся АРВ, применяемые в основном с выпрямительными системами возбуждения: высокочастотной, тиристорной, бесщеточной. Эти АРВ не имеют собственных силовых органов (внешних источников питания), а только управляют работой возбудителей.

Устройство быстродействующей форсировки возбуждения в аварийных условиях, сопровождающихся глубоким понижением напряжения, производит быструю форсировку возбуждения генератора до наибольшего допустимого, или потолочного, значения.

Регулирование реактивной мощности и напряжения на шинах электростанции устройствами автоматического регулирования возбуждения (АРВ).

⇐ Предыдущая 12