Асинхронный режим

К ненормальным режимам относится также работа синхронного генератора без возбуждения. При работе в асинхронном режиме увеличивается частота вращения генератора и возникает пульсация тока статора. Для генераторов некоторых типов длительная работа в асинхронном режиме не допускается, а для других допускается лишь при уменьшенном значении активной мощности. В отдельных случаях потеря возбуждения, не представляя опасности для самого генератора, может послужить причиной резкого снижения напряжения, угрожающего нарушением устойчивости параллельной работы. В этом случае генератор, оставшийся без возбуждения, должен быть немедленно отключен от сети.

Несимметричная нагрузка генераторов

Синхронные генераторы проектируются и предназначаются для симметричной нагрузки, когда токи во всех фазах статора равны между собой. Создаваемый этими токами общий, магнитный поток вращается синхронно с ротором, не создавая в бочке ротора никаких токов.

Однако в условиях эксплуатации могут возникать длительные режимы с несимметричной нагрузкой, вызванные различными потребителями электроэнергии, например, металлургическими предприятиями с однофазными плавильными печами, а также обрывами проводов одной фазы ВЛ.

Допускается длительная работа при полной нагрузке с неравенством токов в фазах, не превышающим 12% для турбогенераторов и 20% для СК.

При меньших нагрузках допустимая несимметрия токов в фазах может быть увеличена и определена исходя из:

- нагрев обмотки ротора, обусловленный токами возбуждения и добавочными потерями в роторе от поля обратной последовательности, не должен превышать нагрева, допустимого для класса изоляции обмотки ротора;

- ток ни в одной из фаз статора не должен превышать номинального значения;

- вибрация генератора не должна превышать допустимых пределов.

Конкретные величины допустимой несимметрии определяются на основании испытаний.

Параметры генераторов

К основным параметрам генератора относятся: полная мощность, номинальное напряжение, ток статора, ток ротора, коэффициент мощности, частота, температура и давление охлаждающей среды.

Номинальное напряжение генератора – это междуфазное напряжение обмотки статора в номинальном режиме. Согласно ГОСТ 533-85 установлена следующая шкала стандартных напряжений: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20 и 24 кВ.

Номинальная сила тока нагрузки (ток статора) — это сила тока, на которую рассчитан тепловой режим генератора. Допускаются кратковременные перегрузки в аварийных режимах: на 10% продолжительностью 60 мин., на 15% — 15 мин., на 20% — 6 мин., на 25% — 5 мин., на 50% — 2 мин., на 100% — 1 мин. Более длительная перегрузка опасна для изоляции обмоток. Это относится и к току возбуждения (ток ротора).

Номинальная частота тока в нашей стране принята равной 50 Гц. В ряде установок применяют генераторы повышенной частоты (150, 200, 400 Гц и др.).

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах Коэффицие́нт мо́щности (cosφ) — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения. Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

Номинальный коэффициент мощности принят равным 0,8 – для генераторов до 100 МВт; 0,85 – для турбогенераторов до 500 МВт и гидрогенераторов 300 МВт; 0,9 – для более мощных генераторов.