5. 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 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 равенстве токов возбуждения эта мощность распределится поровну между обоими генераторами.

Если увеличить только ток возбуждения первого генератора, то U также возрастет, но в меньшей степени. В то же время реактивная мощность первого генератора увеличится, а второго - уменьшится. При увеличении тока возбуждения одного генератора, для сохранения U=const ток возбуждения другого генератора нужно уменьшить.

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 f=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 избежание перегрузки их током) напряжение системы будет падать, при определенных условиях даже катастрофически (так называемая лавина напряжения). Поэтому сохранение баланса реактивных мощностей в системе не менее важно, чем сохранение баланса активных мощностей.

6. Основные положения

Для включения синхронного генератора на параллельную работу с сетью, необходимо выполнить следующие условия:

1) равенство ЭДС генератора Е₀ и напряжения сети U_C;

2) равенство частот генератора f_Г и сети f;

3) ЭДС генератора Е₀ и напряжение сети U_С должны находиться в противофазе;

4) чередование фаз ЭДС генератора и напряжения сети должно быть одинаковым (для трехфазных генераторов);

При изменении тока возбуждения синхронного генератора, работающего параллельно с сеть бесконечно большой мощности, изменяется только реактивная мощность. Синхронная машина становится недовозбужденной или перевозбужденной.

Для изменения активной мощности необходимо менять движущий механический вращающий момент на валу.