При нарушении условий синхронизации
Рассмотрим, к каким последствиям может привести невыполнение любого из условий синхронизации. 1. Если ≠ , а остальные условия выполняются, то в цепи обмотки якоря генератора в момент включения возникает уравнительный реактивный ток, обусловленный величиной Δ равный (8.2) где Xc - синхронное индуктивное сопротивление подключаемого генератора. На рисунке 8.3,а показана векторная диаграмма перевозбужденного генератора ( > ), включаемого на параллельную работу. В этом случае вектор , сдвинутый по отношению к вектору Δ на угол , отстает от вектора на угол и в СГ возникает размагничивающая реакция якоря, уменьшающая результирующий магнитный поток и ЭДС генератора. Если к сети подключается недовозбужденный генератор ( < ), (рисунок 8.3,б), то вектор тока отстает от вектора Δ опережает вектор ЭДС гна 90°, что подчеркивает его подмагничивающее действие на основной магнитный поток.
Таким образом, по отношению к сети недовозбужденный генератор эквивалентен индуктивной нагрузке, а перевозбужденный – емкостной нагрузке. При этом уравнительный ток создает в обмотке якоря падение напряжения , которое изменяет напряжение на выводах генератора, делая его по величине равным напряжению сети, т.е.
(8.3) Возникновение реактивного уравнительного тока сопровождается процессами обмена реактивной мощностью между генератором и сетью и в рассматриваемом случае не представляет опасности для генератора или для сети. Однако этот ток вызывает дополнительный нагрев обмотки и поэтому является нежелательным. Более подробно регулирование реактивной мощности генератора рассматривается в 8.8. 2. Если fг ≠ fс, то в цепи генератора возникает биение напряжений, обусловленное постоянно изменяющимся величиной и фазой ΔЕ
или , (8.4)
что показано на рисунке 8.4, где напряжение сети выражается синусоидальной кривой uc с частотой ωc=2πfc, а ЭДС подключаемого генератора – кривой eг с частотой ωг=2πfc. Величина Δe имеет характер кривой биения, имеющей минимумы при сдвиге фаз uc и eг на 180° и максимумы – при совпадении фаз напряжения сети и ЭДС генератора. При этом периодически изменяется как величина уравнительного тока Ia в цепи якоря генератора, так и его фаза по отношению к и . Ток вызывает не только повышенный нагрев обмоток, но и резкие знакопеременные механические толчки на валу генератора.
Рисунок 8.4 – Биение напряжений при разности частот генератора и сети
3. Если векторы и вращаются синхронно, но не находятся в противофазе, то возникает составляющая Δ , не совпадающая по фазе с и . Это вызывает в цепи якоря СГ уравнительный ток Ia, который имеет не только реактивную, но и активную составляющие. На рисунке 8.5(а) вектор сдвинут по отношению к вектору на угол 180°+Ө . Уравнительный ток , отставая от Δ на 90° и от на угол Ψ, имеет активную составляющую, совпадающую с . Это значит, что при включении на сеть СГ сразу принимает на себя активную нагрузку, вследствие чего происходит замедление вращения ротора и уменьшение угла Ө до нуля.
Во всех случаях нарушения третьего условия синхронизации появление уравнительного тока вызывает значительные механические толчки, способные вызвать повреждение генератора или приводного двигателя. 4. Если неодинаково чередование фаз генератора и сети, то включение на параллельную работу невозможно. Предположим, что на общие шины работают четыре одинаковых генератора и к ним на параллельную работу включается пятый такой же генератор с нарушением порядка следования фаз. Эквивалентное индуктивное сопротивление четырех параллельно работающих генераторов равно 0,25xc, а включаемого – xc. Для автономно работающего генератора ток при внезапном коротком замыкании составляет , (8.5) где это сверхпереходное индуктивное сопротивление (при наличии успокоительной обмотки). При нарушенном чередовании фаз пятого генератора уравнительный ток определяется из соотношения
. (8.6)
Усилия в лобовых частях обмотки статора, рассчитанных на величину , возрастает в 1,62 ≈ 2,5 раза по сравнению с режимом к.з., что может привести к разрушению машины. Если же на параллельную работу включается два одинаковых генератора, что имеет место в судовых условиях, то уравнительный ток при нарушении чередования фаз составляет
, (8.7)
т.е. в этом случае уравнительный ток равен току внезапного короткого замыкания самого генератора. Ясно, что и этот режим является аварийным не только для генераторов, но и для всей электроэнергетической системы.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|