Асинхронный режим синхронных машин .

Асинхронный режим – возникает при параллельной работе синхронных генераторов, при отклонении скорости вращения роторов генераторов от синхронной.

Основные причины выпадения генераторов из синхронизма - сильное понижение напряжения, а также потеря возбуждения генератора.

Сильное понижение напряжения может происходить при внешних КЗ в сети, при этом значительно уменьшается напряжение в сети U с, что приводит значительному снижению Мэм.

.

При потере возбуждения э.д.с. генератора Ег значительно уменьшается, и генератор сбрасывает активную нагрузку Рэм до нуля.

 =0

При этом тормозящий электромагнитный момент от генератора уменьшается, и момент турбины становится больше тормозящего момента генератора, т.е. Мт>Мэм.

Тогда ротор генератора разгоняется и его скорость становится больше синхронной скорости вращения поля статора, а вода или пар на турбину поступает как прежде, что усиливает ускорение ротора и ротор вращается несинхронно с полем статора.

Такой процесс носит название «асинхронный режим».

Рэм рабМ max

М турбины

Мэм генератора при потере возбуждения

δ нагр δ нагр

Рис. 47. Угловая характеристика при понижении напряжения в сети.

М max

МэмМэм

РэмРэм

0^00^0

180^0180^0

90^090^0

δ кр δ кр

Мэм генератора

генераторный режим

режим двигателя

Кз.ст (запас устойчивости)

При асинхронном режиме, генератор, выпавший из синхронизма, попеременно переходит из генераторного режима в двигательный, и наоборот, то выдаёт мощность в сеть, то потребляет её. Этот режим плох тем, что периодически снижается напряжение и по ЛЭП между электростанциями возникают перетоки мощности, периодически меняющие своё направление.

 

U -образные характеристики синхронного

Генератора.

I1

I1 ВО

Зависимости I 1= f (I в) при Рг= const из-за своего вида называются U -образными характеристиками

Рис.48. а) Векторные диаграммы ЭДС синхронного генератора, включённого на параллельную работу в сеть.

б) Графики U-образных кривых.

 

I 1 I ур

ЕгЕг

U с U г

Х d Х d

В случае, если генератор включён в сеть и работает на холостом ходу, ток статора генератора I ₁ =0, и ток возбуждения соответствует току возбуждения на холостом ходу I в҆ при номинальном напряжении в сети U с= U ном.

 

                                             

                                      

 

 

Если ток возбуждения генератора I в уменьшить I в < I в҆, то э.д.с генератора Е₀ станет меньше напряжения в сети Е₀< U с на величину ∆Е и возникает отстающий ток I ₁ относительно напряжения U с на 90 ^O и генератор будет отдавать в сеть индуктивный ток I ₁.

Если ток возбуждения генератора I в увеличить I в > I в҆, тоэ.д.с генератора Е₀ станет больше напряжения в сети Е₀> U с, на величину ∆Е и возникает ток I ₁, опережающий U с на 90 ^O и генератор будет отдавать в сеть емкостной ток со знаком минус (- I ₁).

а) при перевозбуждении генератор выдаёт в сеть емкостной ток I _1,

б) при недовозбуждении генератор выдаёт в сеть индуктивный ток I ₁

 

Нижняя кривая U -образных кривых соответствует работе генератора на холостом ходу при P _эм =0, причем I 'в - значение тока возбуждения при Ег= U с. На практике этот режим генератора называется режимом синхронного компенсатора.

 

Две верхние U-образные характеристики получены при выдаче активной мощности генератора в сеть Рэм=0.5Рном  и Рэм=Рном  за счёт увеличения энергоносителя (увеличения угла δ). Это генераторный режим, но он позволяет частично выдавать реактивную мощность в сеть при недовозбуждении или перевозбуждении.