Главная | Обратная связь

Способы синхронизации

 

Синхронные генераторы могут быть включены на параллельную работу способами точной синхронизации, грубой синхронизации и самосинхронизации. Осуществляются эти способы вручную, полуавтоматически и автоматически.

Точная синхронизация.

Выполнение всех названных выше условий при включении генератора на параллельную работу называется точной синхронизацией. На современных судах точная синхронизация обеспечивается специальными устройствами автоматической или полуавтоматической синхронизации. Эти устройство изучается в курсе судовых электроэнергетических систем. Вероятность возникновения в судовых условия ситуаций, приводящих к выходу из строя систем автоматического управления, требует знания и умения использовать схемы неавтоматической синхронизации и ручного включения генераторов на параллельную работу.

Проверка выполнения первого и предварительная проверка второго условий синхронизации осуществляется сравнением напряжения и частоты генератора и сети с помощью вольтметра и частотомера, которые подключаются к зажимам сети или генератора через вольтметровый переключатель. При этом не имеет значения, на какие фазы включены приборы в том или другом случае. Изменением тока возбуждения генератора добиваются выполнения равенства = . Изменением частоты вращения первичного двигателя путем воздействия на серводвигатель подачи топлива (пара) устанавливают приблизительное равенство частот f_г ≈ f_с. Окончательная проверка второго, а также проверка третьего и четвертого условий производится при помощи синхроноскопа.

Простейший ламповый синхроноскоп состоит из трех ламп накаливания, рассчитанных на двойное фазное напряжение. Синхроноскоп может работать на потухание, если каждая лампа включена в разрез одной из фаз (рисунок 8.6,а), или на вращение огня, когда одна лампа включена, например, в разрез фазы А, а две другие лампы подключены перекрестно к фазам В и С, как показано на рисунке 8.7(в). В обоих случаях к одной из фаз желательно подключить нулевой вольтметр.

 

Рисунок 8.6 - Варианты включения лампового синхроноскопа и соответствующие векторные диаграммы

Благоприятный момент для подключения генератора к сети при использовании схемы на рисунке 8.6(а) создается тогда, когда все три лампы гаснут. На рисунке 8.6(б) представлены диаграммы напряжений сети и ЭДС генератора по отношению к контуру, включающему обмотки этих генераторов, и фазные лампы. Сумма векторов, к концам которых условно присоединены лампы, дают напряжение на зажимах соответствующей лампы. Из рисунка 8.6(б) видно, что результирующее напряжение на каждой лампе в данный момент времени равно нулю, поэтому они не должны гореть. Это и указывает на благоприятные условия включения генератора на шины.

Следует, однако, иметь в виду, что совершенно точного указания на наступление нужного момента включения фазные дампы не дают, так как гаснут они уже при одной трети номинального напряжения. Поэтому при соединении ламп на потухание включение генератора необходимо производить приблизительно в середине их темного периода, когда сумма и будет почти точно равна нулю. Лучшие результаты дает одновременное подключение к одной из фаз нулевого вольтметра с нулевой точкой посредине шкалы; прохождение стрелки этого прибора через нуль точно определяет момент полной компенсации и , показанный на векторной диаграмме рисунка 8.6(б).

Неодновременное загорание и потухание ламп, включенных по схеме рисунка 8.6(а) показывает, что чередование фаз у генератора и сети неодинаково. В этом случае необходимо пересоединить любые две фазы со стороны генератора.

Соединение ламп по схеме рисунка 8.6, в при некоторой разности частот f_г и f_с, как это следует из векторной диаграммы рисунка 8.6(г), дает поочередное загорание и потухание ламп, что создает, если их расположить по кругу, впечатление вращения огня. Частота загорания ламп и, следовательно, кажущаяся скорость вращения огня будут соответствовать разности частот f_г и f_с. В том случае, если подключенный к сети генератор вращается со скоростью меньшей, чем синхронная, вращение света происходит в одну сторону, если скорость выше синхронной, вращение света происходит в другую сторону. Таким образом, по направлению вращения света можно определить необходимость увеличивать или уменьшать скорость вращения генератора для приближения его к синхронизму, что не позволяет определить включение ламп на потухание.

Точно момент включения генератора на параллельную работу при такой схеме подключения ламп определяется по потуханию первой лампы, включенной в разрыв одной фазы и прохождению стрелки нуль-вольт-метра через нуль. При этом две другие лампы горят самым ярким на­калом, что соответствует диаграмме рисунка 8.6(г).

Промышленные генераторы имеют более высокое напряжение, чем обычные лампы накаливания, поэтому лампы синхроноскопа включают через трансформаторы напряжения. Важным условием правильного включения ламп в этом случае является то, чтобы трансформаторы принадлежали к одной и той же группе, например , или . В противном случае потухание или вращение света ламп, включенных по рассмотренным выше схемам, может происходить не в моменты точной синхронизации, а в моменты полного совпадения и и при подключении генератора произойдет толчок тока, соответствующий внезапному короткому замыканию.

В судовых системах управления синхронным генератором при­меняются не ламповые, а стрелочные синхроноскопы, являющиеся серийными приборами морского исполнения, в которых используется электромагнитный принцип действия. Стрелка прибора соединена с вращающимся ротором, направление вращения которого зависит от соотношения частот f_г и f_с, а частота вращения – от их разности. Прибор устроен так, что при равенстве частот стрелка направлена вертикально вверх. Следовательно, включать генератор на параллельную работу следует в тот момент, когда стрелка находится в вертикальном положении, или с некоторым упреждением.

Грубая синхронизация отличается от точной синхронизации тем, что генератор подключают на шины ГРЩ не прямо, а через индуктивное сопротивление Х_р (реактор), включенное в каждую фазу. Это сопротивление ограничивает уравнительные токи даже при значительных сдвигах ЭДС и напряжения по фазе и поэтому не требуется высокой точности при выборе момента включения генератора. После включения на параллельную работу генератор втягивается в синхронизм, а реактор шунтируется специальным контактором.

Самосинхронизация. При этом способе синхронизации невозбужденный генератор приводится во вращение со скоростью, близкой к синхронной, обмотка возбуждения замыкается на некоторое активное сопротивление, генератор напрямую подключается к сети, а затем в обмотку возбуждения подается ток. Возбужденный генератор сам втягивается в синхронизм подобно синхронному двигателю при асинхронном пуске. Включение статора генератора в сеть при синхронизации с разомкнутой обмоткой возбуждения недопустимо, так как при

этом в обмотке возбуждения поле реакции якоря индуктирует большую ЭДС, опасную для изоляции обмотки.

Несмотря на простоту данного способа синхронизации, в судовых системах он практически не находит применения из-за возникновения больших провалов напряжения в сети.