Лекция 3.5. Векторные диаграммы синхронных генераторов с учетом насыщения

Диаграмма Потье неявнополюсного синхронного генератора строится для определения тока или М.Д.С. возбуждения по заданным значениям номинального тока, напряжения, угла сдвига между ними с использованием предварительно рассчитанной кривой намагничивания машины (ХХХ). В относительных единицах заданные значения напряжения и тока . Вначале определяют как сумму векторов и . По величине на основании ХХХ определяют М.Д.С. и откладывают на векторной диаграмме перпендикулярно вектору .

Рис.3.27. Векторная диаграмма Потье

К вектору МДС добавляют вектор М.Д.С. реакции якоря , приведенную к обмотке возбуждения генератора

,

где:

- М.Д.С. якоря в амперах,

- М.Д.С. якоря в относительных единицах,

- приведенный к обмотке возбуждения ток якоря генератора,

и - коэффициенты приведения, соответственно, тока и МДС якоря к обмотке возбуждения.

Искомую М.Д.С. обмотки возбуждения определяют как сумму векторов

При практическом пользовании векторную диаграмму совмещают с кривой намагничивания машины.

Рис.3.28. Векторная диаграмма Потье, совмещенная

с ХХХ синхронного генератора

Для турбогенератора:

, , ,

Из диаграммы Потье
Номинальная МДС обмотки возбуждения
Номинальный ток возбуждения
Сечение провода обмотки возбуждения при плотности тока 5 А/мм 2
Сопротивление обмотки возбуждения при длине витка 1,5м, 2р=2
Напряжение возбуждения

Лекция 3.6. Параллельная работа синхронных генераторов

Параллельная работа синхронных генераторов в современных энергосистемах обеспечивает: повышение надежности электроснабжения, повышение маневренности, повышение экономичности благодаря возможности выбора наиболее экономичных станций, агрегатов, режимов работы, уменьшение мощности необходимого резерва. При параллельной работе синхронных генераторов в мощной энергосистеме:

Векторная диаграмма напряжений синхронного генератора и системы при их параллельной работе

Включение генератора на параллельную работу. Точная и грубая синхронизация.

Рис.3.29

При точной синхронизации генератор предварительно приводится во вращение до подсинхронной скорости и возбуждается.

Порядок точной синхронизации, при котором будут отсутствовать чрезмерные токи при включении:

1.Фазировка - должен быть установлен одинаковый порядок чередования фаз.

2. Регулирование напряжения генератора - должно быть установлено равенство напряжений и совпадение их по фазе.

3. Регулирование частоты генератора - должно быть установлено равенство частот .

4.Выбор момента включения и включение на параллельную работу – синхронизация с использованием синхроноскопа.

При грубой синхронизации (самосинхронизации) - генератор предварительно приводится во вращение до подсинхронной скорости с обмоткой возбуждения, замкнутой на гасительное сопротивление, обмотка якоря подключается к сети, что сопровождается толчками тока якоря, и затем ток возбуждения подается в обмотку возбуждения. Генератор втягивается в синхронизм, что сопровождается большими толчками тока. Их величина согласно ГОСТ ограничивается только 3,5 кратной номинальной величиной тока генератора.

Ламповый синхроноскоп с лампами, включенными на вращение света.

Ламповый синхроноскоп с лампами, включенными на погасание.

Стрелочный синхроноскоп.

Рис.3.30. Включение синхронного генератора на параллельную

работу с энергосистемой методом точной синхронизации

Регулирование активных и реактивных нагрузок при

параллельной работе синхронного генератора с энергосистемой.

Рис.3.31. Регулирование реактивной нагрузки синхронного генератора

при параллельной работе с энергосистемой.

Рис.3.32. Регулирование активной нагрузки синхронного генератора

при параллельной работе с энергосистемой.

Лекция 3.7. Характеристики синхронных генераторов

при параллельной работе.

Характеристики снимаются при , , , . Угловые характеристики активной мощности представляют собой зависимость при и V-образные характеристики - при и

V- образные характеристики

V-образные характеристики – это зависимость тока якоря от тока возбуждения при параллельной работе генератора с сетью и и . Они могут быть построены на основании векторных диаграмм, поясняющих порядок регулирования реактивных нагрузок.

Рис.3.33. Регулирование реактивной нагрузки при параллельной

работе синхронного генератора с энергосистемой и V-образные характеристики