Двигунів - студопедія

Лекція. Ресинхронізація синхронних генераторів і

Мета лекції: вивчення процесу відновлення нормальної роботи генератора, який випав із синхронізму.

Для більшості синхронних машин асинхронний режим не представляє небезпеки. Сумніви в допустимості цього режиму можуть виникнути в зв'язку з небезпекою порушення стійкості решти системи, в якій потужний генератор працює асинхронно. В цьому режимі генератор зазвичай споживає з сис-теми значну реактивну потужність. Це призводить до збіль-ню струму статора. Оскільки гранична величина струму статора обмежена, гранична активна потужність генератора також ог-ранічівается 50. 70% номінальної потужності, а у великих тур-богенераторов - 30. 50%. Це призводить до дефіциту активної потужності в системі, що є істотним недоліком асинхронного режиму.

Можливість роботи в асинхронному режимі і її тривалість обмежені небезпекою пошкоджень самого генератора. Турбоге-нератору дозволяється працювати в асинхронному режимі 15. 30 хвилин, тривалість роботи гідрогенератора більш короткочасна і становить кілька хвилин.

Відновлення нормальної роботи можливо без відключення від мережі випав із синхронізму генератора. Можна залишити його на деякий час в асинхронному режимі, а потім змусити знову увійти в синхронізм, здійснивши ресинхронізацію.

Якщо ковзання, з яким працює генератор в асинхронному режимі, стане рівним нулю, то це оз-начає, що швидкість обертання генератора стала синхронної, при цьому

В цьому випадку середнє значення ковзання

Умова S = 0 необхідна, але недостатня для втягування генератора в синхронізм. Для виявлення другого умови рас-дивимося протікання процесу ресинхронізації, показаного на малюнку 15.1. Припустимо, що збільшення струму збудження підвищена-шает синхронний крутний момент, що в свою чергу приво-дит до зростання пульсацій ковзання. При якомусь значенні синхронного моменту ковзання пройде через нуль, що свиде-ність про настання синхронного режиму. Надмірна мо-мент, який визначає рух генератора в асинхронному режимі, складається з трьох складових:

де - момент турбіни;

- синхронний і асинхронний моменти.

Коли ковзання стає рівним нулю, асинхронні-ний момент також дорівнює нулю. Отже, умовою втягуючи-ня генератора в синхронізм буде Мс> Мт.

При такому співвідношенні моментів і S = 0 на вал генератора діє гальмівний надлишковий момент, який викликає зменшення кута. Ротор генератора починає рух в сторону його зменшення, площа гальмування abc врівноважується пло-щадью прискорення cde, відбуваються затухаючі коливання близько точки с. З огляду на те, що струм збудження продовжує увеличи-тися, відлік площ проводиться від характеристики син-Хроні моменту, що відповідає більш високому току збудження (зображена пунктирною лінією). Необхідно під-черкнути, що збільшення струму збудження в процесі ресінхро-нізації призводить до більш швидкому втягуванню генератора в синхронізм, демпфированию коливань кута в часі.

Якщо умова> не виконується, то ресинхронізація бу-дет неуспішною, кут продовжить зростати, а генератор залишиться в асинхронному режимі.

Після входження в синхронізм регулятор швидкості турбіни починає збільшувати впуск енергоносія, внаслідок чого віз-розтане момент турбіни. Це призводить до збільшення площі ус-корения і зменшення площі гальмування, що може викликати випадання з синхронізму в одному з наступних циклів кача-ний. Уникнути випадання з синхронізму можна, регулюючи над-лежачим чином струм збудження.

Процес ресинхронізації може бути розрахований методом по-отже інтервалів з урахуванням характеристик турбін і їх регуляторів швидкості.

Відновлення синхронного режиму роботи синхронних дві-ваному проводиться для відповідальних механізмів, збереження яких в роботі необхідно за умовами техніки безпеки або технології виробництва. Воно може здійснюватися різними способами:

- ресинхронізації з автоматичним розвантаженням робочого ме-ханізм (якщо вона допустима) до такої міри, при якій забезпе-чується втягування двигуна в синхронізм;

- відключенням двигуна і повторним його автоматичним пуском.

В останньому способі при збереженні збудження двигуна важливе значення має його синхронне включення. При несовпа-ження по фазі векторів напруг, який потрібно синхронізувати двигуна і мережі виникає ударний струм включення, який приблизно може бути визначений як

де - геометрична різниця між ЕРС двигуна і напругою мережі;

- опір двигуна і системи.

При ударний струм має найбільше значення і може ви-кликати ушкодження обмоток двигуна при його включенні. Якщо робота пристрою, що здійснює прискорену синхронізацію, заснована на реєстрації миттєвих значень напруг на синхронізуються шинах, то відбувається постійне порівняння значень напруг по кінцях вимикач-теля, що здійснює ресинхронізацію. Як тільки різниця U = перевищить наперед заданий значення. залежне від похибки вимірювання, почнеться визначення прискорення розхожі-дення векторів:

де і - швидкості обертання векторів напруг;

- час, за яке відбулося збільшення швидкості з до

Після визначення прискорення обчислюються поточний кут і кут випередження. Поточний кут знаходиться по моментам проходження через нуль напруги і Для включення двигуна після проворота його ротора при вугіллі необхідно команду на включення вимикача подавати з деяким випередженням за часом. При цьому кут випередження отримують зі співвідношення

де S, - поточні значення ковзання і прискорення ротора;

- власний час включення двигуна.

Умова спрацьовування вимикача запишеться у вигляді> 2л. при його ви-полнении подається сигнал на включення вимикача.

Описаний алгоритм забезпечує прискорену Сінхронізуется-цію в разі короткочасної втрати харчування двигуна, яка може виникнути через КЗ на лінії живлення або її відключити-ня, а потім включення від АПВ двигуна.