Точная синхронизация генераторов. Критерии допустимости включения синхронного генератора по способу точной синхронизации. Автоматические синхронизаторы с постоянным углом опережения. Включение синхронного генератора на параллельную работу методом самосинхронизации, страница 2

При самосинхронизации ген-р раскручивается до подсинхронной скорости и когда скольжение становится =1-1,5 Гц вкл ген.Q и на обмотку возбуждения статора подается U→обмотка возбуждения должна быть замкнута на гасительное R чтобы не было пробоя изоляции. После подачи U возникнет синхронный момент и ген-р втянется в синхронизм. Сразу после вкл Q до подачи U на ротор действуют моменты:1. Избыточно-мех момент-МТ 2. Асинхронный момент-МАС (всегда действует в сторону уменьшения частоты скольжения, т.е. в сторону втягивания ген-ра в синхронизм) 3. Момент явнополюсности- МЯП (момент реакции обусловлен обусловлен магнитной несим ротора по продольным и поперечным осям) 4. Синхронный момент-МС (сущ из-за поля ротора и поля статора).

В области больших скольжений мы имеем относительно небольшой момент турбины. Когда МТ= МАС- установившийся процесс. МЯП при малых скольжениях > МАС, МЯП эл. независим и меняется с двойной частотой скольжения.

Процесс втягивания генератора в синхронизм: При вращении ген-ра с частотой < синхронной после вкл обмотки статора под U сети возникает МАС, который подтягивает ген-р до малых значений скольжения. Когда скольжение = указанному значению (1-1,5Гц) вкл возбуждение ген-ра, возникает МАС, который втягивает ген-р. Влияние реактивного момента не значительно, т.к. среднее значение на период=0. Из рис: т.1-самая лучшая точка для вступления в синхронизм, т.1’- худшая. Процесс синхронизма зависит от скорости нарастания тока возбуждения, чем она>, тем выше вероятность возникновения синхрон режима. IВКЛ*=1,05/( хСD)≤3,5-условие синхронизации. Когда генератор вкл методом синхронизации это всегда ведет к уменьшению U на зажимах статора и сети.

6 АЧР первой категории (АЧР-I). Назначение и принципы расчета уставок.

АЧР-I снижает скорость падения частоты (от 48,5 до 46,5 Гц), шаг 0,1Гц до 26 очередей. Потребители распределены равномерно по очередям. Это быстродействующая категория разгрузки (без выдержки времени), состоит из большого числа очередей с различными уставками по частоте. Предназначена  для предотвращения снижения частоты ниже доп. уровня  и уменьшения скорости падения частоты. Опыт эксплуатации показывает, что уменьшение частоты до 49Гцвращающийся резерв на ТЭС полностью мобилизуется. Согласно ПТЭ все регуляторы частоты вращения турбины со статизмом 4-5% должны полностью открывать регулирующие органы турбины при 49Гц. Верхний предел уставок АЧР-I равен 48,5Гц(не ниже). В будущем этот предел стараются поднять до 49Гц. Нижний предел уставок по частоте не ниже 46,5Гц, то есть не сколько выше мин допустимого уровня. Выдержки времени АЧР-I выбираются по условиям предотвращению ложной работы реле частоты. С целью отстройки от различных процессов, сопровождающихся уменьшением частоты, но не вызванного дефицитом активной мощности. Выдержка времени для индукционного реле частоты 0,25-0,3сек, для полупроводникого реле 0,1сек.

Допустим действия АЧР-I хватило для того, чтобы частота перестала падать, но дефицит мощности остается. К моменту t2 начинает действовать АЧР-II и срабатывает первая ее очередь. Т.к. АЧР-I выполняется большим числом небольших по мощности очередей обычно она не может осуществлять подъем частоты.

Суммарная мощность, попадающая под АЧР-I: РI≥∆РДЕФ+0,5 РНО, где ∆РДЕФ-дефицит мощности, возникший в результате аварии, РНО-общий объем нагрузки в дефицитном районе.

7 АЧР второй категории (АЧР-II). Назначение и принципы расчета уставок.

АЧР-II предназначена для повышения частоты после действия АЧР-I, а также для предотвращения зависания частоты и её медленного снижения при аварийном постепенном снижении генерирующей мощности. Для всех очередей АЧР-II принимается единая уставка по частоте срабатывания, равная верхнему пределу уставок АЧР-I 48.5 Гц или несколько больше, но не выше 48.8 Гц. (У ТИПа fуст.АЧР-II = 49–49.2 Гц.)

Предусматриваются различные уставки по времени срабатывания (интервал времени от t1 до t2), которые регулируются на разных комплектах от 5 до 60 c (минимальная начальная уставка 5–10 с, максимальная – 60 с). Эта уставка необходима для отстройки по времени от действия АЧР-I. При наличии в узлах энергосистемы ГЭС и возможности мобилизации их мощности во время аварии максимальная уставка может быть увеличена до 70–90 с. Интервал между смежными очередями Δt=3–5 c.

На рисунке 7 показано действие АЧР-I и АЧР-II. В момент времени t1 начинает снижаться частота и через некоторое время она снижается до уставки действия АЧР-I. Срабатывание АЧР-I первой очереди отключает часть нагрузки, вследствие чего интенсивность снижения частоты уменьшается (по сравнению с пунктирной кривой). В момент времени t2 по истечении выдержки времени АЧР-II срабатывает её первая очередь, а через интервал Δt – её вторая очередь и так до тех пор, пока частота в энергосистеме не поднимется выше уставки устройств АЧР-II. Таким образом, по мере аварийного снижения частоты срабатывают устройства АЧР-I со всё более низкими уставками по частоте, а при восстановлении частоты срабатывают устройства АЧР-II со всё более высокими уставками по времени ΔtАЧР-I АЧР-II нет fН fMIN f АЧР-I

8  Дополнительная категория разгрузки – АЧР-III.

В отдельных районах энергосистемы возможно возникновение больших дефицитов мощности и, как следствие, быстрое снижение частоты и напряжения. Такие аварийные ситуации характерны для случаев местных дефицитов и маловероятны в крупных энергообъединениях. Если бы при таких авариях отключение нагрузки устройствами АЧР происходило мгновенно, то можно было бы избежать глубоких снижений частоты и напряжения. Однако в действительности даже при правильно выбранном объёме, настройке и размещении АЧР, особо большие дефициты мощности (45% и более) приводят к резкому и глубокому снижению частоты и напряжения. Это происходит из-за наличия даже небольших выдержек времени очередей АЧР-I и времени отключения выключателей. В таких условиях может быть нарушена нормальная работа ряда электростанций и потребителей. В результате работа устройств АЧР может оказаться неэффективной, т.е. вследствие инерционности, невозможно предотвратить снижения частоты ниже 45 Гц.