Главная | Обратная связь

Параллельной работы СГ с сетью

Пересечение прямой с кривой на рисунке 8.10 определяет два возможных режима работы генератора - в точках А и В, однако, только режим, соответствующий точке А, является устойчивым.

Действительно, если по случайным причинам ротор генератора получит некоторое ускорение и угол Ө возрастет на некоторую малую вели­чину ΔӨ, то мощность также возрастет, хотя мощность, подводимая с вала, не изменяется. Генератор будет отдавать в сеть большую мощность, чем получит от турбины и его ротор будет затормаживаться, угол Ө уменьшится и генератор вернется к номинальному режиму в точке А. Наоборот в точке В положительному приращению угла Ө соответствует отрицательное приращение мощности и устойчивая работа генератора невозможна.

Таким образом, работа синхронного генератора с сетью устойчива, если положительному (отрицательному) приращению угла ΔӨ соответствует положительное (отрицательное) приращение мощности , т.е.

(8.19)

Это условие выполняется для левой (восходящей) ветви угловой характеристики.

Предел отношения

(8.20)

носит название синхронизирующей мощности, которая обозначается .

Физически синхронизирующая мощность определяет силу, которая удерживает машину в синхронизме с сетью, упругую электромагнитную связь ротора в вращающимся магнитным полем. Все параллельно работающие генераторы электрически связаны между собой, а поэтому связаны и их магнитные поля; все они вращаются синхронно. Поскольку эти поля замыкаются через свои роторы, то и роторы генераторов оказываются связанными между собой. Таким образом, электрическая связь генераторов обусловливает связь магнитную, которая может быть условно представлена как эластическая механическая связь, которая позволяет роторам смещаться друг относительно друга в пределах некоторых значений угла Ө (от 0 до 90°), но не позволяет им вращаться с разными скоростями. Такая связь может быть уподоблена действию упругих пружин, связывающих поле генератора и вращающийся ротор. Если по каким-либо причинам угол Ө превысит 90° магнитная связь нарушается, ротор выпадает из синхронизма, что эквивалентно разрыву пружин.

Кривая синхронизирующей мощности сдвинута относительно угловой характеристики на угол 90° влево (пунктир на рисунке 8.10). Синхронизирующая мощность максимальна, когда . Когда электромагнитная мощность максимальна, мощность , т.е. машина, находится на пределе статической устойчивости. При выпадении из синхронизма она перестает работать как синхронный генератор, переходит в асинхронный режим. В этом режиме работы с синхронной машины должно быть снято возбуждение и она должна быть немедленно выведена из работы.

По аналогии с синхронизирующей мощностью величина

(8.21)

носит название синхронизирующего момента.

Под синхронизирующим моментом следует понимать момент вращения, с которым ротор при его отключении от положения равновесия стремится вернуться к этому положению.

Синхронизирующая мощность и синхронизирующий момент положительны для устойчивой зоны угловой характеристики и отрицательны для неустойчивой зоны. Поэтому критерий статической устойчивости можно записать не только в виде неравенства (8.19), но и в форме

или (8.22)

Синхронизирующие мощность и момент обусловлены взаимодействием параллельно работающих генераторов. Поэтому ясно, что для автономно работающего генератора эти понятия не приемлемы.

Под динамической устойчивостью параллельной работы синхронных генераторов понимают их способность воспринимать внезапные и большие возмущения (изменения нагрузки, вращающего момента, тока возбуждения) без нарушения синхронизма.

Анализ динамической устойчивости предусматривает учет инерционных показателей роторов и возможность возникновения их колебаний относительно некоторого положения, соответствующего определенной нагрузке.

Для пояснения сказанного рассмотрим рисунок 8.11,а, на которой установившийся режим работы СГ с сетью характеризуется точкой А. В этой точке , а угол нагрузки составляет Ө₁. При внезапном воз­растании мощности приводного двигателя до значения Р_пд2 ротор гене­ратора получает ускорение и угол Ө будет увеличиваться. Новому значению мощности Р_пд2 соответствует электромагнитная мощность генератора Р_эм2, которая достигается при угле Ө₂, однако в силу инерции ротор пройдет положение, соответствующее углу Ө₂ и достигнет некоторого значения Ө₃, пока не будет погашено приращение кинетической энергии агрегата. Заштрихованные площади на рисунке 8.11 пропорциональны избыточной кинетической энергии вращающихся масс.

Рисунок 8.11 – К пояснению динамической устойчивости параллельной