1. Сложность процесса включения, так как необходимо тщательно подогнать напряжения по модулю и фазе, а также частоты генератора;

2. Большая длительность включения.

В нормальных условиях ручная синхронизация занимает 2 - 3 минуты, но в аварийных условиях при качаниях генераторов, колебания напряжения и частоты могут затянуться до нескольких десятков минут, когда особенно важно обеспечить быстрое включение генератора в сеть.

3. Возможность ошибки оперативного персонала и как результат – несинхронные включения с очень большими углами и уравнительными токами, и как следствие – повреждение генератора и первичного двигателя.

Значительную часть вышеперечисленных недостатков метода точной синхронизации отпадает при замене ручной синхронизации автоматической синхронизацией.

Автоматическая синхронизация выполняется с помощью специальных устройств автоматических синхронизаторов, которые позволяют производить регулировку напряжения ичастоты синхронизуемого генератора и выполнять его включение в сеть без обслуживающего персонала.

Но некоторые недостатки автоматической синхронизации снижают эффективность применения автоматизации. Например, автоматические операции уравнивания напряжений и частот проводятся достаточно длительно, так как вращающиеся части турбин и сами регулирующие аппараты обладают значительной инерцией. Автоматические синхронизаторы очень чувствительны к снижению частоты в системе; при снижении частоты в системе ниже (0,97-0,98)f_max работа их нарушается.

55. Включение синхронных генераторов на параллельную работу способом самосинхронизации

При этом способе исключается необходимость точной подгонки частоты и фазы напряжения синхронизируемого генератора.

При самосинхронизации синхронизируемый генератор разворачивается до подсинхронной частоты вращения (скольжение 2-3%) и без возбуждения включается в сеть. При этом обмотку возбуждения замыкают на разрядное сопротивление, используемое при гашении поля, либо на предусмотренный для этой цепи резистор, либо на якорь возбудителя. Это связано с тем, что в момент включения в сеть невозбужденного генератора он потребляет из сети большой реактивный ток и вращающееся поле создаваемое этим током наводит в обмотке возбуждения значительную э.д.с., что может вызвать повреждение изоляцию из-за перенапряжения.

Сразу после включения генератора в сеть подается импульс на включение АГП, генератор возбуждается и за 1-2с втягивается в синхронизм.

В момент включения невозбужденного синхронного генератора в сеть имеет место бросок тока статора и сниженное напряжения в сети.

Если включается на параллельную работу с энергосистемой блок генератор-трансформатор, то ток статора будет значительно меньше. Кроме того, ток имеет индуктивный характер и поэтому не создает дополнительных механических нагрузок на валу. Но ток и электродинамическая сила, пропорциональна квадрату тока, меньше, чем при К.З. на выводах генератора. Это связано с тем, что в момент включения э.д.с. генератора равна нулю (генератор не возбужден) и ток определяется только напряжением сети U_c и суммарным сопротивлением и , которые больше сопротивлений генератора и .

Кроме того, затухание свободных периодических составляющих тока происходит быстрее, чем при К.З., так как при синхронизации ротор замкнут на разрядный резистор.

Вследствие этого даже ошибочное включение генератора в сеть даже с большим скольжением не представляет опасности.

Ток сверхпереходного режима быстро затухает, и ток статора определяется реактивным переходным сопротивлением.

Величину периодической составляющей тока I_по, возникающего при включении генератора способом самосинхронизации в начальный момент времени можно определить из выражения

I_по= ,

где - сопротивление системы.

Остаточное напряжение на выводах генератора равно U_ост=I_по

Бросок тока статора при включении в несколько раз превышает номинальный ток генератора, но не превышает ударного тока трехфазного К.З. при К.З. на выводах генератора

.

После включения в сеть генератора работает в течении такого времени как асинхронный двигатель.

После подачи возбуждения возникает синхронный момент m_c

и генератор постепенно втягиваться в синхронизм.

где - угол между векторами E_q и U_c

Способ самосинхронизации отличается рядом преимуществ:

1. простота операций, исключающая возможность ошибочно включения генератора ;

2. быстротой включения генератора на параллельную работу, что имеет важное значение при ликвидации аварии;

3. возможность включения генераторов на параллельную работу при значительных снижениях напряжения;

4. простотой автоматизации процесса включения генераторов.

Вместе с тем понижение на шинах при самосинхронизации может быть значительным, если подключаемая машина соизмерима с мощностью системы. Поэтому этот способ не желателен для электростанции с общими шинами генераторного напряжения. Вместе с тем напряжение восстанавливается за 1-2 сек.

Для машин мощностью до 3000 кВт самосинхронизация является основным способом включения на параллельную работу. Использование этого способа для генераторов мощностью более 3000 кВт ограничивается максимальным значением электродинамических сил в обмотке статора.