Вопрос № 12 Способы синхронизации синхронных машин с сетью

Вхождение дв-ля в синхронизм осуществляется тем легче, чем меньше скольжение, при котором подается возбуждение. Значение S_крит, выше которого вхождение в синхронизм считается недопустимым, определяется по эмпирической зав-ти: S_кр = (12,72/w_c)√(Р_см/(J*f)), w_c – синхронная скорость, рад/с, Р_см – синхронизирующая мощность = (m*E*U)/X_g, Вт. J – приведенный момент инерции, f – частота питающей сети.

Синхронизация с сетью СД в большинстве случаев происходит автоматически при подсинхронной скорости и поданном возбуждении. В зав-ти от момента подачи полного U на статор в сочетании с подачей возбуждения в обмотку ротора существует 3 вида пуска: прямой, тяжелый и легкий. При прямом пуске на обмотку статора подается полное U сети, а цепь обмотки ротора наглухо подключается к якорю возбудителя. Прямой пуск возможен, если позволяет мощность питающей сети и момент сопр-ия. М_с≤0,4М_н. При прямом пуске синхронизация с сетью происходит автоматически после самовозбуждения возбудителя. При времени самовозбуждения возбудителя меньшем времени разгона дв-ля до подсинхронной скорости в цепь обмотки ротора СД включается разрядный резистор, снижающий I возбуждения.

Если возбудитель не находится на одном валу с СД, то резистор подключается параллельно ОВ СД.

Разрядный резистор обеспечивает ускоренное гашение поля дв-ля после отключения его от сети и выбор R = (8 - 10)R_ОВ. При пуске СД со сниженным U различают легкий и тяжелый пуски. При легком пуске U возбуждения подается еще при пониженном U на статоре. Легкий пуск прим-ют при малых нагрузках, поэтому обеспечивается малый момент при вхождении в синхронизм. При тяжелом пуске U возбуждения подается при полном U на статоре. Исп-ся при больших М_с (= 2М_н).

Вопрос № 13 Изменение активной и реактивной «р» синхронных машин.

1. Изменение активной«р».

Предположим, что условию синхронизации возбуждённого синхронного генератора в точности соблюдены: Ù_Г=Ù_С или Ė=Ù_С=Ù. Тогда согласно: İ=(Ė-Ù)/jx_d=ΔÙ/jx_d, İ=0, т.е. машина не примет на себя никакой нагрузки.

Рис.17. Вект. диаграммы неявнополюсной синхронной машины при работе в режиме компенсатора (а. б), генератора (в), двигателя (г).

Предположим теперь, что ток возбуждения после синхронизации был увеличен и поэтому Ė>Ù. Тогда (рис. 17, а) возникает ток İ [см. равенство İ=(Ė-Ù)/jx_d=ΔÙ/jx_d], отстающий от ΔÙ, а также от Ė и Ù на 90°. Машина, таким образом, будет отдавать в сеть чисто индуктивный ток и реактивную мощность. Если ток возбуждения уменьшить, так что Ė<Ù (рис.17,б), то ток İ также будет отставать от ΔÙ на 90°, но будет опережать Ė и Ù на 90°, т.е. машина будет отдавать в сеть емкостный ток и потреблять из сети реактивную мощность.

Таким образом, изменение тока возбуждения синхронной машины вызовет в ней только реактивные токи или изменение реактивного тока и реактивной мощности. При Е>U синхронная машина называется перевозбужденной, а при Е<U — недовозбужденной. При равенстве активной мощности нулю перевозбужденная синхронная машина по отношению к сети эквивалентна емкости, а недовозбужденная — индуктивности.

Синхронная машина, не несущая активной нагрузки и загруженная реактивным током, называется синхронным компенсатором. Такие компенсаторы применяются для повышения коэффициента мощности и поддержания нормального уровня напряжения в сетях.

Если, например, такой компенсатор установить в районе большой промышленной нагрузки и перевозбудить его, то он будет снабжать асинхронные двигатели промышленных предприятий реактивной мощностью, питающая сеть и генераторы электрических станций будут полностью или частично разгружены от этой мощности, коэффициент мощности генераторов и сети повысится, потери мощности и падения напряжения в них уменьшатся и напряжение сети у потребителей сохранится на нормальном уровне.