Работа синхронного генератора параллельно с сетью

Практически все современные электростанции оборудованы несколькими генераторами, одновременно работающими на общую сеть. Такую работу генераторов называют параллельной. Параллельная работа генераторов необходима по следующим причинам. Если станция оборудована одним генератором, то его нагрузка сильно колеблется в зависимости от времени суток и времени года. Использование нескольких генераторов дает возможность при необходимости останавливать часть генераторов, экономя при этом топливо. Для надежного снабжения потребителей на случай аварии каждая электростанция должна иметь резервный генератор, который включается при необходимости. Наконец, параллельная работа генераторов и электростанций необходима для объединения нескольких электростанций в единую энергосистему, что позволяет рационально загружать станции в течение года и бесперебойно снабжать потребителей электроэнергией.

Для включения синхронного генератора трехфазного тока на параллельную работу с мощной электросетью (или с другим синхронным генератором) необходимо соблюдение следующих условий:

1. Частота напряжения, вырабатываемого генератором fг, должна быть равна частоте сети fc. Это достигается регулированием скорости вращения генератора.

Действующее значение напряжения на зажимах генератора Uг должно быть равно действующему значению напряжения сети Uс. Это достигается регулированием тока возбуждения.

Чередование последовательности фаз у включаемого генератора должно соответствовать чередованию фаз сети (т.е. направление вращающихся полей должно быть одинаковым),.

Напряжения сети Uс и генератора Uг в момент включения должны совпадать по фазе.

Приведение синхронного генератора в состояние, соответствующее всем перечисленным выше четырем условиям называется синхронизацией генератора. Добиваются синхронизации следующим образом.

Чтобы уравнять частоты генерируемого напряжения и напряжения сети регулируют частоту вращения первичного двигателя, так как скорость вращения ротора определяет частоту генерируемого переменного тока. Равенства действующих напряжений генератора и сети добиваются путем изменения тока возбуждения синхронного генератора при номинальном числе оборотов.

Наиболее трудным является выбор момента включения генератора так, чтобы напряжение сети Uс и генератора Uг совпадали по фазе. Для выбора момента включения, а также для контроля правильного чередования фаз используют специальные устройства, которые называются синхроноскопами.

Равенство фазных напряжений и частот сети и генератора контролируется вольтметром и частотомером. Эта схема называется «на потухание» (см. рис. 1.8).

Рис. 1. 8.

Когда чередование (порядок следования) фаз генератора совпадает с чередованием фаз сети, все три лампы будут загораться и гаснуть одновременно. Если это не так, то следует поменять местами два каких-либо линейных провода, идущих от синхронного генератора. Пока нет точного совпадения частот генератора Iг и сети Iс, напряжение на лампах будет изменяться с частотой равной разности этих частот Iг — Iс (так называемые «биения»), и лампы будут то гаснуть, то вновь загораться. Чем ближе частота генератора к частоте сети, тем ниже частота биений.