Включение СГ на параллельную работу с системой

Существует два способа включения в сеть синхронных генераторов — синхро­низация и самосинхронизация, разновидностью которого является повторное вклю­чение с самосинхронизацией. Эти способы могут быть, вообще говоря, как автома­тическими, так и ручными, хотя практически в последнее время широко применя­ется автоматика, а не ручные операции.

При синхронизации для подключаемого генератора и сети требуется соблюдение следующих условий: равенства амплитуд напряжений; равенства частот; совпадения фаз.

При этом подключение генератора к сети не вызывает уравнительных токов, толчков мощности и изменения напряжения в системе.Синхронизация требует времени для уравнивания напряжений и частот генера­тора и сети, аппаратура ее бывает довольно сложна. В аварийных условиях, когда напряжение и частота сети могут значительно отклоняться от нормальных значений и быстро изменяться, аппаратура точной автоматической синхронизации, как пра­вило, задерживает (до 5 мин и более) процесс синхронизации.

При повреждении устройств точной автоматической синхронизации или при ошибках во время ручной синхронизации возможно несинхронное включение гене­ратора в сеть с опасными для него толчками уравнительного тока и активной мощ­ности. При несовпадении векторов напряжений синхронизируемого генератора и сети по фазе величина ударного тока включения приближенно определяется выра­жением

(17.1)

DE — геометрическая разность между э.д.с. генератора E_q’’ за сверхпереходным индуктивным сопротивлением в продольной оси и напряжением сети Uc;

x_d’’,x_c — сопротивление генератора и соответственно эквивалентное сопротивление системы.

При d = p и x_c = 0 ударный ток несинхронного включения, имея наибольшее значение i_{уд.макс} = 2i’’_уд.к.з., может вызвать повреждение обмоток генератора.

Нарушение условия равенства частот генератора и сети может также повлечь за собой нежелательные последствия: генератор будет втягиваться медленно, испы­тывая качания, создавая толчки тока и активной мощности в системе. Если расхож­дение частот при этом большое (3—5%), то генератор при нежесткой связи может перейти в асинхронный режим.

Самосинхронизация генераторов обладает рядом сущест­венных преимуществ. К ним относятся: простота схемы и аппаратуры; надежность работы устройств; быстрота включения генератора в сеть, что особенно важно при появлении дефицита мощности в энергосистеме в аварийных условиях. При самосинхронизации включение в сеть генераторов происходит при снятом возбуждении. При этом в момент включения значительных толчков активной мощности и опасных механических усилий не возникает. Как видно из рис. 17.1, момент при самосинхронизации меньше, чем при коротком замыкании.

Включение СГ на параллельную работу с системой

Свободный ток в обмотке статора и периодические токи во всех контурах гене­ратора затухают с большой скоростью.

Максимальные значения апериодической и периодической составляющих тока статора при самосинхронизации всегда меньше того тока короткого замыкания, на который рассчитывают генераторы. Напряжение на выводах невозбужденного генератора при включении его в сеть может быть приближенно найдено согласно выражению , где x_Г = x’_d для начала процесса синхронизации и x_Г = x_d при подходе к синхронизму.

 

Регулирование частоты в ЭЭС

В ЭС состоящей из ряда станций различают следующие изменения частоты:

- быстрые и средние, происходят во время пп, связаны с изменением скорости г-ров под влиянием небалансов невращающих моментов на валах г-ров.

- медленные харавтерно для системы в целом из-за инерции всех машин системы и действия АРЧВ и АРЧ.

Рассмотрим быстрое изменение:

При балансе момента, мощности на валу каждого г-ра. Мк=Ммех.к. k=1,2,...n и вращение ротора каждого генератора со скоростью ωк=ωо. Токи и напряжения изменяются с частотой fо= ωо/2п во время работы может возникнуть небаланс м/у мощностью и потребителем нагрузки и мощностью отдаваемой генератором.

▲М=Ммех-М следовательно возникнет изменение скорости генератора

и соответственно мгновенной частоты

Т.о. на 1 этапе происходит снижение или увеличение средней частоты в системе. Возникают качания г-ров относительно друг друга и за счет синхронных сязей происходит изменения значений мгновенных изменений частоты отдельных станций.

Медленные изменения – f достигает значения выходящую за пределы зоны нечувствительности АРЧВ, которые вступают в работу и перераспределяют доп. нагрузку. Затем влияние оказывает медленнее действующий АРЧ, изменяют уставки первичных регуляторов регулирующих частоту на станциях которая принемает на себя небаланс мощностей и при наличии достаточного резерва мощности частота в системе восстанавливается до нормального значения.

Время действия АРЧ несколько десятков секунд и процесс регулирования f считают медленным. Это позволяет в реальных случаях рассматривать эти процессы раздельно.

Т.о. процесс изменения частоты в системе небаланса мощностей можно описать следующим образом

1) Относительно быстрые электромагнитные и электромеханические пп при которых АРЧВ и АРЧ не действуют.

2) Электромеханические пп средней скорости при действии регуляторов АРЧВ.

3) Медленные пп происходящие при действии АРЧ.

Рассматривая 2 и 3 стадию пп можно исходить из того что уст. отключение f в системе зависит от баланса мощности в виде

δк=1/Кк – статизм агрегата. чем больше тем меньше отключение частоты при данном изменении мощности.

Мгновенное изменение частоты для каждого генератора начале различны а после пп становятся одинаковыми.

Суммарное изменение мощности в системе м/о записать в виде:

К_∑ - суммарная энергия регулирования

Характер выравнивания частоты, изменение ее значений в отдельной точке системы после возмущения зависят главным образом от параметров элементов входящих в систему.