6. Включение генераторов на параллельную работу.

Синхронные генераторы могут включаться на параллельную работу способом точной синхронизации и способом самосинхронизации. В обоих случаях в первичный двигатель остановленного агрегата пускается пар или вода и агрегат разворачивается до частоты вращения, близкой к синхронной.

При точной синхронизации, когда генератор включается воз­бужденным, необходимо, чтобы в момент его включения в сеть были выполнены следующие условия:

равенство действующих значений напряжений подключаемого генератора и сети; равенство частот напряжений генератора и сети; совпадение фаз одноименных напряжений генератора и сети. Несоблюдение - большие толчки тока.

Наибольший уравнительный ток возникает при угле φ, равном 180 эл. град. Если предположить, что генератор включается на па­раллельную работу с мощной энергосистемой (Хс.≈ 0), то

При этом уравнительный ток в 2 раза больше тока трехфазного к. з. на выводах генератора. Такой ток опасен как в отношении нагрева обмоток, так и вследствие электродинамических усилий между проводниками, особенно в лобовых частях обмотки статора. Приближение частоты вращения генератора к синхронной и плавное регулирование ее осуществляются воздействием на регу­ляторы частоты вращения первичных двигателей (паровых или гидротурбин). Изменение на­пряжения подключаемого ге­нератора осуществляется пу­тем воздействия на уменьше­ние или увеличение тока в обмотке возбуждения.

Визуальный контроль за выполнением условий точной синхронизации производится с помощью двух вольтмет­ров (контроль равенства напряжений генератора и сети), двух частотомеров, один из которых показывает частоту сети, другой - частоту подключаемого генератора, а также с помощью специаль­ного прибора - синхроноскопа, который дает возможность контролировать совпадение векторов напряжений одноименных фаз.

Точная синхронизация может быть ручной и автоматической.

П

ри ручной точной синхронизации все операции производятся оперативным персоналом вручную.

Автоматическая синхрони­зация выполняется с помо­щью специальных устройств — автоматических синхронизаторов, которые имеют весь­ма сложную схему, позволяю­щую производить регулиров­ку напряжения и частоты синхронизируемого генерато­ра и осуществлять его вклю­чение в сеть без участия об­служивающего персонала.

Недостатками способа точ­ной синхронизации являются сложность и длительность процесса, особенно в условиях аварийного режима ра­боты энергосистемы, сопровождающегося колебаниями частоты и напряжения, необходимость высокой квалификации обслуживающего персонала, возможность тяжелых аварий при нарушении условий синхронизации.

При самосинхронизации генератор включается в сеть без возбуждения при частоте вращения, примерно равной синх­ронной (скольжение±2-3%). Сразу после включения выключа­теля подается возбуждение, и генератор за 1-2 с втягивается в синхронизм.

В момент включения в сеть невозбужденного генератора послед­ний потребляет из сети значительный реактивный ток. Вращаю­щееся магнитное поле, которое создается этим током, протекающим но обмотке статора, наводит э.д.с. в обмотке ротора генера­тора.

Во избежание повреждения изоляции из-за перенапряжений обмотка ротора генератора до включения выключателя должна быть замкнута на специальное сопротивление самосинхронизации или на гасительное сопротивление устройства АГП, это сопротивле­ние отключается после включения АГП.

Включение генератора в сеть методом самосинхронизации со­провождается переходными процессами, аналогичными процессам при к. з. на выводах генератора.

При включении на параллельную работу с. энергосистемой бло­ков генератор — трансформатор ток, возникающий в статоре, будет значительно меньше, так как скажется ограничивающее действие сопротивления трансформатора. Нужно отметить также, что ток статора в момент включения при самосинхронизации имеет индук­тивный характер и, следовательно, не создает дополнительных механических нагрузок на валу генератора.

Правила устройства электроустановок допускают включение генераторов методом самосинхронизации при условии, что бросок тока не превысит 3,5-кратного номинального тока, т. е.

где I’ — начальный переходный ток, кА; U — междуфазное напря­жение установки, кВ; x'd — переходное сопротивление генератора, Ом; Хс. — сопротивление энергосистемы до зажимов генератора, Ом, Iном — номинальный ток генератора, кА.