Раздел 2. Автоматическое включение генератора на параллельную работу

2.1. Общие положения. Виды синхронизации.

Синхронные генераторы, работающие параллельно на электростанции и энергосистеме, вращаются каждый со своей скоростью n_ном(об/мин), при которой обеспечивается единая частота электрического напряжения энергосистемы, равная 50 Гц. Угол сдвига ЭДС работающего генератора относительно Uсети определяется его нагрузкой.

Включение генератора на параллельную работу требует подготовки параметров генератора перед включением его выключателя и выбора момента включения выключателя. Процесс подготовки параметров генератора и включение его выключателя называется синхронизацией.

Используются несколько способов включения генераторов на параллельную работу: точная ручная синхронизация, точная автоматическая синхронизация и самосинхронизация.

Согласно требованиям ПТЭ в нормальном режиме генераторы должны включаться в сеть, как правило, способом ручной точной или автоматической точной синхронизации. Допускается в нормальном режиме включение генератора способом самосинхронизации, если это предусмотрено техническими условиями на поставку или согласовано с заводом.

При ликвидации аварий в ЭЭС турбогенераторы до 220 МВт включительно и все гидрогенераторы разрешается включать способом самосинхронизации. Включение самосинхронизацией турбогенераторов большей мощности разрешается, если кратность сверхпереходного тока генератора, определенного с учетом сопротивлений блочного трансформатора и сети, к номинальному току генератора не превышает 3.

Рис. 2.1.1 Схема электростанции с двумя генераторами,

с синхронизируемым генератором G2.

Здесь LG2 – ротор генератора G2, GE - система возбуждения G2, QAE2 – автомат гашения поля G2, Rcc – сопротивление самосинхронизации, KM – контактор самосинхронизации.

При включении способом точной синхронизации, ручной или автоматической, генератор разворачивается до подсинхронных оборотов, возбуждается до , частота напряжения генератора подгоняется к частоте сети с точностью до значения скольжения s≤(0,2÷0,3)% от номинального значения, при этом скольжение принято положительным при fсети > fген.

Момент подачи импульса на включение выключателя генератора (блока) выбирается так, чтобы в момент смыкания контактов выключателя векторы одноименных фаз Uсети и Uгенератора совпали. При ручном включении рекомендуется частоту генератора держать чуть больше частоты сети, тогда избыток мощности генератора после включения выключателя пойдет на покрытие мощности нагрузки и генератор сразу, без качаний войдет в синхронизм с системой.

При включении способом самосинхронизации выключатель генератора включается при , тоже при малом скольжении напряжения генератора, но при невозбужденном синхронном генераторе. При этом ротор генератора должен быть замкнут на сопротивление самосинхронизации Rcc. Почти сразу за включением выключателя генератора схемой автоматики включается автомат гашения поля QAE. Одновременно размыкается контактор КМ, генератор получает возбуждение и после нескольких качаний втягивается в синхронизм.

Рассмотрим 3 режима генератора G2.

1. Нормальный режим генератора.

Рис. 2.1.2 Схема замещения и векторная диаграмма напряжений

Uген и Uсети нормального режима

Генератор входит в схему замещения сети своим сопротивлением Xd₂ по продольной оси.

Угол δ_нгр между одноименными векторами напряжений сети и генератора в нормальном режиме определяется током нагрузки генератора.

2. Включение способом точной синхронизации

Рис. 2.1.3 Схема замещения и векторная диаграмма напряжений

Uген и Uсети режима включения способом точной синхронизации

Ток включения способом точной синхронизации зависит от угла между напряжениями в момент замыкания контактов выключателя генератора (блока). Чем меньше угол включения, тем меньше разность напряжений одноименных фаз ΔU, меньше ток в момент включения и тем быстрее втягивание генератора в синхронизм.

3. Включение способом самосинхронизации

Ток включения генератора способом самосинхронизации определяется параметрами генератора и системы. В момент включения выключателя при самосинхронизации ток включения будет равен: