Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Следовательно, при недовозбуждении (перевозбуждении) реактивная мощность генератора имеет емкостный (!'7, = = — 3 (71ас) [индуктивный(0с=-3 (71 с)) характер. Если синхронный генератор подключен к электрической системе больщзй мощности У= сонат, то его эквивалентную схему замещения можно представить в виде параллельного соединения двух источников тока ° источника активной составляющей тока генератора, зависящей от вращающего момента первичного двигателя, ! (М ), и источника а ир реактивной составляющей тока генератора, зависящей от момента вращения первичного двигателя и тока возбуждения, 1 (1,М ), р в' ар Зависимость тока статора от тока возбуждения/(1 ) при постоянном врацпкацем моменте нервиювого двигателя М = сопят называется ар ()образной характеристикой синхронного генератора (рис.
15.12) . При некотором малом значении тока возбуждения угол ! б ! (рис. 15.10) может превысить значевпве л72 и устойчивость работы синхронного генератора нарушится. Чем больше значение активной мощности синхронного генератора, тем при больших значениях тока возбуждения наступит потеря устойчивости На рис. 15.12 граница устойчивости синхронного генератора показана штриховой ливией г 1 свау чав!а!а! с Рис.
! 5. ! 2 Рис в5 !! 479 Если вращающий момент первичного двигателя равен нулю (М вр = О), то, пренебрегая всеми видами потерь, можно считать, что ток синхронного генератора резктивньш (рис. 15,12, Р =О): ь — и 1~Фа(г,) — и 1 ( 1 ) 1 ( 1 ) (15,15) /х Ток генератора в этом случае зависит линейно от тока возбуждения, Линейность зависимости//(1 ) нарушается лишь при больших значениях в тока возбуждения вследствие насыщения магнитопровода машины.
15.10. РЕГУЛИРОВАНИЕ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЕЙ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Активная мощность Р = ЗИ, синхронного генератора, подключенного к системе больцюй мощности (г= сопз1, регулируется мощностью первичного двигателя Р = ес М . При увеличении мощности пермех р вр' внчного двигателя, т. е. вращаеощего момента первичного двигателя М (паровой или пщравлической турбины), увеличивается активная вр составляющая тока генератора 1 (М ), одновременно с этим увелиз вр чивается и угол 101, что понижает запас устойчивости я12 — 1В1 генератора.
Для того чтобы синхронный генератор не терял запаса устойчи. ности при увеличении активной мощности, необходимо увеличивать ток возбуждения. Промышленные синхронные генераторы электрической энергии снабжены специальной регулирующей аппаратурой, при помощи которой при изменении активной мощности генератора обеспечивается требуемый запас устойчивости, Реактивная мощность синхронного генератора Д = ЗИз(пьв, подключенного к системе больцюй мощности (Г = сопят, при постоянной активной мощности Р = сопзг регулируется изменением тока возбухдения 1 . Если значение тока возбуждения равно 1 (Р), то реактивная в' в гр ьищность синхронного генератора равна нулю.
При значениях тока возбуждения 1, > 1в г (1„( 1, ) реактивная мощность синхронного генератора имеет и1щуктивный (Д = ЗИ 1 ) [емкостный ((г рл = — 3 (11„с)] характер. Обычно режим возбуждения синхронных генераторов соответствует и1щуктивной реактивной мощности, необходимой для работы асин. хронных двигателей 16.11. ВКЛЮЧЕНИЕ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА ОАРАллельную РАВОту с системОЙ Включение синхронного генератора на парзллельную работу с системой связано с рядом трудностей. Применяются два способа такого включения; точная синхрошезация и самосинхронизация, 410 При включении на параллельную работу с системой (рис.
15.13) синхронного генератора способом точной синхронизации мгновенное значение фазной ЭДС генератора, например еА, = Е ,а)п(го„,г + ь рА,), должно быль равно и соответствовать по направлению в любой момент времени мгновенному значению соответствующего напряжения фазы системы еА =Е А а(п(со г + ФА), т. е. напряжению на фазе вы. кл юч ател я пА12 еА — еА =О, или при Е =Ею„, =Е Ф Ф АА2 т "( 2 А А! А А~ х соа '1= О. 2 Это определяет условия при включении: амплитуда, частота и начальная фаза ЭДС фаз генератора должны равняться одноименным величинам напряжения соответствующих фаз системы; кроме того, чередование фаз генератора и системы должны совпадать (А -А ы  — В,, С-С~). Для выполнения этих условий ротор генератора предварительно раскручивается примерно до синхронной угловой скорости, а его возбуждение регулируется, так чтобы напряжения на выводах генератора и системы были одинаковы,например Е А =Е „,, Для точного регулирования служат сннхроноскопы.
В простейшем виде синхроноскоп составляется из ламп накаливания, часто называемых в таких случаях фазоиндикаторными лампами (см. рис. 15.13), На рис. 15,14 показаны кривые мгновенных значений фазного напряжения и„=е системьн фазной ЭДС е, включаемого на параллельную работу генератора и результирующего напряжения и„А, = еА — е Пока нет точного совпадения частоты ~снеразора и сис2емы в контуре включаемого генератора, значение напряжения между контактами вы. ключателя будет то снижаться до нуля, то повышаться до двойного значения фазного напряжения системы, в результате чего лампы будут то гаснуть, то вновь загораться.
Чем больше частота генератора будет приближаться к частоте системы, тем медленнее будут происходить колебания света фазоиндикаторных ламп; они будут загораться и гас. путь на относительно длительные сроки. Нужно достигнуть возможно более точного совпадения частот, при котором промежутки времени между следующими друг за другом вспышками ламп будут достаточно велики (не менее 3 — 5 с), после чего в момент полного потухания ламп нужно замкнуть рубильник.
чч ~ 481 Рис. 15.13 ГСисмема~ ! ! ! ! ! Рис. 15.14 Сущность метопа самосиихролиэаиии состоит в том, что генератор включается на сеть без возбуждения, когда его частота вращения отличается от синхронной на 2 — 3%. Обмотка ротора (обмотка возбуждения) во время такого включения должна быть замкнута некоторым резистором или накоротко. После включения генератора обмотка ротора подключается к источнику постоянного тока возбуждения и генератор синхронизируется под действием электромагнитных сил. Так как в момент включения частота вращения генератора не равна синхронной и он не возбужден, то возникает скачок тока в каждой обмотке статора; значение этого кратковременного тока может в несколь.
ко раз превышать номинальный ток генератора. Но, как показывает опьп, ни скачок тока, ни возникающие при этом механические усилия на валу генератора не опасны для агрегата !турбогенератора или гидро- генератора). Метод самосинхрониэапии применяется для генераторов мощностью до 50 МВ . А, После включения генератора на параллельную работу с системой большой мощности при всяком случайном отклонении от синхронного вращения в обмотке статора генератора возникают дополнительные токи. Их взаимодействие с магнитным полем ротора создает дополнительные силы, восстанавливающие синхронное вращение. 482 тв.та. РРдвнвниа злактничаского состояния, схамд здмащания и вактовндя дидгвдммд фдзы синхаонного двигдтвля В отличие от синхронного генсратора в синхронном двигателе ось полюсов ротора отстает от оси полюсов врзщающегосн магнитного ноля статора (см. рнс.
15.3, б) Воэннка1ощий при этом электромагнитный момент равен противодействующему тормозному моменту на валу двигателя М =М . В синхронном двигателе электрическая энергия пре- эм тор' образуется в механическую. На рис. 15Л5 приведена схема замещения фазы синхронного двигателя, подклнгченного к электрической системе болыной мощности (/м сопат. Эта схема замещения совпадает со схемой заьищения фазы синхронного генератора, подключенного к системе больщэй мощности (см.
рис 15,7), с той разницей, что в первом случае электрическая энергия поступает нэ системы в двигатель, з во втором случае — иэ генератора в систему. "э' ! э Г система 11,' йсаиеатегь! ах К=й !1 Еа! Рис 15.16 Рис 15 15 Иэ схемы замещения (рис. 15.15) о1едует уравнение электрического состояния фазы синхронного двигателя (15 16) где Еа =-тсЛ'а, х =-х ех совнадщот но своему физическому смыслу Рис с с аналогичными понятиями, обсуждавшимися нри анализе синхронного генератора (см. й 15,4) Уравнению электрического состояния (15,16) соответствует векторная диаграммз фазы синхронного двигателя на рис, 15 !6.
На векторной диаграмме сдвиг фзэ й сооэнстствуст сеомстрнческому углу между осью полюсов ротора и осью рсэультнрую1цего магнитного поля синхронного двигателя, деленному на число нзр полюсов (как и у генератора). Но для синхронной мзшнны, работающей в режиме двигателя, значение угла й вссгдз больше нуля. 483 1Б.12. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ И УГЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Элсктричсскзя мошпость трсхфзэпого синхронного двигателя опрсдслястся, как и мо!шшсть трсхфзэного синхронного гспсрзторз [см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
