Generaatorite paralleelne töö

Elektrijaamades paigaldatakse alati mitu turbo- või hüdroagregaati, mis töötavad paralleelselt generaatori või liigpinge ühistel siinidel.

Sellest tulenevalt toodavad elektrijaamades elektrit mitmed paralleelselt töötavad generaatorid ning sellel koostööl on palju väärtuslikke eeliseid.

Generaatorite paralleelne töö:

1. suurendab elektrijaamade ja alajaamade seadmete töö paindlikkust, soodustab generaatorite, põhiseadmete ja vastavate jaotusseadmete ennetavat hooldust minimaalse vajaliku varuga.

2. tõstab elektrijaama töö efektiivsust, kuna võimaldab kõige efektiivsemalt jaotada ööpäevase koormusgraafiku plokkide vahel, saavutades seeläbi parima elektrikasutuse ja efektiivsuse tõstmise; hüdroelektrijaamades võimaldab maksimaalselt ära kasutada veevoolu võimsust üleujutusperioodil ning suvisel ja talvisel madalveeperioodil;

3.suurendab elektrijaamade töökindlust ja katkematut tööd ning tarbijate elektrivarustust.

Riis. 1. Generaatorite paralleeltöö skemaatiline diagramm

Tootmise suurendamiseks ja elektrijaotuse parandamiseks ühendatakse paljud elektrijaamad paralleelselt töötama, et moodustada võimsad elektrisüsteemid.

Tavalises töös on generaatorid ühendatud tavaliste siinidega (generaator või liigpinge) ja pöörlevad sünkroonselt. Nende rootorid pöörlevad sama elektrilise nurkkiirusega

Paralleelsel tööl peavad kahe generaatori klemmide hetkepinged olema võrdse suurusega ja vastandmärgiga.

Generaatori ühendamiseks paralleelseks tööks teise generaatoriga (või võrguga) on vaja see sünkroniseerida, st reguleerida ühendatud generaatori pöörlemiskiirust ja ergastust vastavalt töötavale.

Paralleelselt töötavad ja ühendatud generaatorid peavad olema faasis, see tähendab, et neil peab olema sama faasi pöörlemisjärjekord.

Nagu näha jooniselt fig. 1, paralleeltöös on generaatorid omavahel ühendatud, st nende pinged U1 ja U2 lülitil on täpselt vastupidised. Koormuse suhtes töötavad generaatorid vastavalt, st nende pinged U1 ja U2 ühtivad. Need generaatorite paralleelse töötamise tingimused on kajastatud joonisel fig. 2.

Riis. 2. Generaatorite paralleeltööks sisselülitamise tingimused. Generaatori pinged on suuruselt võrdsed ja faasilt vastupidised.

Generaatorite sünkroonimiseks on kaks meetodit: peensünkroniseerimine ja jämesünkroniseerimine ehk isesünkroniseerimine.

Generaatorite täpse sünkroniseerimise tingimused.

Täpse sünkroniseerimise korral ühendatakse ergastatud generaator lüliti B kaudu (joonis 1) võrku (siinidega) sünkroniseerimistingimuste saavutamisel - nende pingete hetkväärtuste võrdsus U1 = U2

Kui generaatorid töötavad eraldi, on nende hetkelised faasipinged vastavalt võrdsed:

See eeldab generaatorite paralleelseks ühendamiseks vajalikke tingimusi. Töötavate ja töötavate generaatorite jaoks on vajalik:

1. efektiivpinge väärtuste võrdsus U1 = U2

2. nurksageduste võrdsus ω1 = ω2 või f1 = f2

3. pingete sobitamine faasis ψ1 = ψ2 või Θ = ψ1 -ψ2 = 0.

Nende nõuete täpne täitmine loob ideaalsed tingimused, mida iseloomustab asjaolu, et generaatori sisselülitamise hetkel on staatori tasandusvool null. Tuleb aga märkida, et täpse sünkroniseerimise tingimuste täitmine nõuab generaatorite pinge, sageduse ja pinge faasinurkade võrdlusväärtuste hoolikat reguleerimist.

Sellega seoses on sünkroonimise ideaalsete tingimuste täielik täitmine praktiliselt võimatu; need sooritatakse ligikaudu, mõningate väikeste kõrvalekalletega. Kui üks ülaltoodud tingimustest ei ole täidetud, kui U2, mõjutab pinge erinevus avatud sidelüliti B klemmidele:

Riis. 3. Vektordiagrammid täpse sünkroniseerimise tingimustest kõrvalekaldumise juhtude kohta: a — Generaatorite tööpinged ei ole võrdsed; b — nurksagedused ei ole võrdsed.

Kui lüliti on sisse lülitatud, voolab selle potentsiaali erinevuse mõjul vooluringis võrdsustav vool, mille perioodiline komponent alghetkel on

Mõelge kahele diagrammil näidatud täpsetest sünkroonimistingimustest kõrvalekaldumise juhtumile (joonis 3):

1. generaatorite U1 ja U2 tööpinged ei ole võrdsed, muud tingimused on täidetud;

2. generaatorid on sama pingega, kuid pöörlevad erineva kiirusega, st nende nurksagedused ω1 ja ω2 ei ole võrdsed ning pingete vahel on faaside mittevastavus.

Nagu on näha joonisel fig. 3, a, pingete U1 ja U2 efektiivsete väärtuste ebavõrdsus põhjustab võrdsusvoolu I ”ur ilmumise, mis on peaaegu puhtalt induktiivne, kuna generaatorite ja ühendusjuhtmete aktiivtakistused võrk on väga väike ja on tähelepanuta jäetud. See vool ei tekita aktiivvõimsuse tõusu ega tekita seega generaatori ja turbiini osades mehaanilisi pingeid. Sellega seoses võib generaatorite paralleelseks tööks sisselülitamisel lubada pinge erinevust kuni 5-10% ja hädaolukorras kuni 20%.

Kui pinge efektiivväärtused U1 = U2 on võrdsed, aga nurksagedused erinevad Δω = ω1 — ω2 ≠ 0 või Δf = f1 — f2 ≠ 0, siis generaatorite ja võrgu (või 2. generaatori) pingevektorid ) on nihutatud teatud nurgaga Θ, mis ajas muutub. Generaatorite U1 ja U2 pinged erinevad sel juhul faasis mitte 180 ° nurga, vaid 180 ° -Θ nurga võrra (joonis 3, b).

Avatud lüliti B klemmidel, punktide a ja b vahel, toimib pingeerinevus ΔU. Nagu ka eelmisel juhul, saab pinge olemasolu tuvastada lambipirni abil ja selle pinge efektiivväärtust saab mõõta punktide a ja b vahele ühendatud voltmeetriga.

Kui lüliti B on suletud, tekib pingeerinevuse ΔU toimel tasandusvool I ”, mis U2 suhtes on peaaegu puhtalt aktiivne ja generaatorite paralleelsel sisselülitamisel põhjustab lööke ja mehaanilisi. pinged võllides ja muudes generaatori ja turbiini osades.

Kui ω1 ≠ ω2 on sünkroniseerimine täiesti rahuldav, kui libisemine on s0 <0, l% ja nurk Θ ≥ 10 °.

Turbiini regulaatorite inertsi tõttu on võimatu saavutada nurksageduste ω1 = ω2 ja pingevektorite vahelise nurga Θ pikaajalist võrdsust, mis iseloomustab generaatorite staatori ja rootori mähiste suhtelist asendit, ei jää konstantseks, vaid muutub pidevalt; selle hetkväärtus on Θ = Δωt.

Vektordiagrammil (joonis 4) väljendub viimane asjaolu selles, et pingevektorite U1 ja U2 vahelise faasinurga muutumisel muutub ka ΔU. Pingeerinevust ΔU nimetatakse sel juhul põrutuspingeks.

Riis. 4. Generaatori sageduse ebavõrdsusega sünkroniseerimise vektorskeem.

Kella pinge Δu hetkväärtus on generaatorite pingete u1 ja u2 hetkeväärtuste vahe (joonis 5).

Oletame, et saavutatakse efektiivsete väärtuste võrdsus U1 = U2, samuti on võrdlusaja ψ1 ja ψ2 faasinurgad võrdsed.

Siis saab kirjutada

Löögipinge kõver on näidatud joonisel fig. 5.

Rütmi pinge muutub harmooniliselt sagedusega, mis on võrdne poolega võrreldavate sageduste summast ja amplituudiga, mis muutub aja jooksul sõltuvalt faasinurgast Θ:

Joonisel fig.4, nurga Θ teatud kindlaksmääratud väärtuse korral saab löögipinge efektiivse väärtuse leida:

Riis. 5. Stressi ületamise kõverad.

Võttes arvesse nurga Θ muutumist ajas, saab kesta jaoks kirjutada avaldise löögipinge amplituudide järgi, mis annab pinge amplituudide muutumise ajas (joon. 5, b punktiirkõver). ):

Nagu on näha joonisel fig. 4 ja viimane võrrand varieerub löögipinge amplituud ΔU vahemikus 0 kuni 2 Um. Suurim ΔU väärtus on hetkel, mil pingevektorid U1 ja U2 (joonis 4) langevad faasis ja nurgas Θ = π kokku, väikseim aga siis, kui need pinged erinevad faasi poolest 180° ja nurga Θ = 0. Rütmikõvera periood on võrdne

Kui generaator on ühendatud paralleelseks tööks võimsa süsteemiga, on süsteemi xc väärtus väike ja seda võib tähelepanuta jätta (xc ≈ 0), siis võrdsustusvool

ja sisselülitusvool

Ebasoodsa sisselülitamise korral voolul Θ = π võib sisselülitatud generaatori staatorimähises esinev liigvool ulatuda kahekordseks generaatori klemmide kolmefaasilise lühise liigpinge väärtuseni.

Tasandusvoolu aktiivne komponent, nagu on näha joonisel fig. 4 on võrdne