Для чего нужен статизм генератора

Регулирование напряжения может производиться по астатической и статической характеристикам (см. рис. 1.3).

Астатическую характеристику имеют АРВ, измерительные органы которых включены только на напряжение генератора. Такие АРВ обеспечивают постоянство напряжения на шинах генератора, но при параллельной работе на общие шины двух и более генераторов возникает неопределенность в распределении между генераторами реактивной мощности. Статические характеристики имеют АРВ, измерительные органы которых включены не только на напряжение, но и на ток генератора.

В этом случае (рис.7.23) если, например, два генератора работают параллельно на общие шины и имеют одинаковые характеристики, то при исходном напряжении оба будут загружены одинаковой реактивной мощностью, пропорциональной току ротора Если теперь напряжение понизится и станет равным , то оба генератора увеличат загрузку реактивной мощностью до значения, пропорционального , и будут поддерживать новый уровень напряжения.

В случае неодинаковых характеристик АРВ параллельно работающих генераторов каждый из них также будет загружен вполне определенной реактивной мощностью.

Существуют различные способы создания статизма по реактивному току (мощности) генератора. Так, если измерительный орган АРВ включен на одно из междуфазных напряжений, например (рис. 7.24), то для введения статизма, т.е. зависимости от реактивного тока генератора, последовательно в цепь напряжения включается резистор , к которому подводится ток от трансформатора тока фазы А. При стом направление тока дожно быть таким, чтобы падение напряжения от тока в резисторе совпадало по фазе с напряжением выполнении этого условия напряжение, подводимое к АРВ, будет равно

где — реактивная составляющая тока

Из приведенного выражения видно, что при увеличении тока напряжение, подводимое к АРВ, увеличивается. Это воспринимается измерительным органом как повышение напряжения, и АРВ действует в сторону его понижения. Таким образом, обеспечивается зависимость регулируемого напряжения от реактивного тока генератора, т.е. работа по статической характеристике.

В случае, если к измерительному органу АРВ подводится трехфазное напряжение, как, например, у регулятора, приведенного на рис. 7.19, статизм характеристики также создается подачей в цепь измерительного органа напряжения, пропорционального реактивной составляющей тока статора генератора. Для этого падение напряжения от вторичного тока статора генератора на резисторах подается через промежуточный трансформатор TL в цепь нелинейного элемента измерительного органа.

Рис. 7.23. Распределение реактивной мощности между параллельно включенными генераторами при регулировании возбуждения по статическим характеристикам

Рис. 7.24. Способ создания статизма при регулировании напряжения

Результирующее напряжение на первичной обмотке трансформатора ТМ, являющейся нелинейным элементом, составит

где — напряжение от трансформатора напряжения генератора; — напряжение на вторичной обмотке трансформатора TL, пропорциональное падению напряжения от реактивного тока на резисторе .

Для создания статизма по реактивной составляющей тока статора генератора направление вектора падения напряжения должно быть таким, чтобы при чисто реактивной нагрузке генератора оно совпадало с направлением вектора Это достигается соответствующим подбором группы соединения обмоток TV, ТА и TL и необходимым сочетанием фаз тока и напряжения.

При работе генератора в блоке с трансформатором или автотрансформатором к АРВ обычно подводится напряжение от трансформатора напряжения генератора. Поэтому при астатической характеристике АРВ он поддерживает постоянным напряжение на выводах генератора. При необходимости обеспечить постоянство напряжения на шинах электростанции применяется компенсация реактивного сопротивления трансформатора. Для случая, когда АРВ включается на одно междуфазное напряжение, компенсация выполняется также по схеме на рис. 7.24, но ток от трансформатора тока подается с обратной полярностью.

При параллельной работе энергоблоков генератор — трансформатор на общие шины высшего напряжения с индивидуальными АРВ, имеющими астатические характеристики, реактивная нагрузка электростанции распределяется между генераторами обратно пропорционально реактивным сопротивлениям трансформаторов.

Если параллельно работают одинаковые энергоблоки, то реактивная нагрузка распределится между ними поровну. Таким образом, при параллельной работе энергоблоков на общие шины высшего напряжения дополнительных средств стабилизации не требуется.

Источник

Статическая характеристика генератора

Изменение напряжения генератора, пропорциональное изменению нагрузки. Статизм δ_U в процентах по формуле

где δ_U — статизм по напряжению, %;

U_xx— напряжение генератора в режиме холостого хода, В;

U_ном— напряжение генератора в номинальном режиме, В.

Статизм называют положительным, если по мере роста нагрузки напряжение уменьшается, и наоборот, отрицательным, если напряжение увеличивается (рисунок П.1).

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «Статическая характеристика генератора» в других словарях:

статическая характеристика — 3.14 статическая характеристика: Зависимость активного (при движении вверх) и пассивного (при движении вниз) нажатий полоза токоприемника на контактный провод от рабочей высоты. Источник: ГОСТ Р 54334 2011: Токоприемники железнодорожного… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

статическая — 3.7 статическая нагрузка: Внешнее воздействие, которое не вызывает ускорений деформируемых масс и сил инерции. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 53471-2009: Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия — Терминология ГОСТ Р 53471 2009: Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия оригинал документа: Бесщеточная система возбуждения Совокупность элементов, предназначенных для питания обмотки возбуждения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

максимальная — максимальная: Максимально возможная длина ЗО, в пределах которой выполняются требования настоящего стандарта и технических условий (ТУ) на извещатели конкретных типов, Источник: ГОСТ Р 52651 2006: И … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 21558-2000: Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 21558 2000: Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия оригинал документа: 3.10 бесщеточная система возбуждения: Система возбуждения турбогенератора… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Характеристики — К.4. Характеристики Применяют следующие дополнительные характеристики: К.4.3.1.2. Номинальное напряжение изоляции Минимальное значение номинального напряжения изоляции должно быть 250 В. К.4.3.2.1. Условный тепловой ток на открытом воздухе… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Параллельная работа генераторов дизельных электростанций (ДЭС)

Параллельная работа генераторов ДЭС обеспечивает повышение надежности электроснабжения потребителей и экономичности эксплуатации ДЭС, а также уменьшает отклонения частоты и напряжения при колебаниях нагрузки. Поэтому для большинства генераторов ДЭС предусмотрен режим параллельной работы как с внешней электросистемой, так и с другими ДЭС.

Параллельная работа генераторов требует выполнения специальных условий, необходимых для безаварийного включения генераторов ДЭС на параллельную работу, и устойчивой, надежной работы нескольких ДЭС в условиях эксплуатации.

Синхронизация генераторов при включении на параллельную работу

Имеются два способа синхронизации генераторов: точная синхронизация и самосинхронизация.

При включении генератора способом точной синхронизации ток синхронизации в момент включения генератора на параллельную работу с сетью (или другим генератором) должен быть минимальным. Для выполнения этого условия необходимо фазоуказателем провести фазировку генератора с сетью, обеспечить равенство действующих значений напряжения генератора и сети (по вольтметру), добиться равенства частот генератора и сети (по частотомеру) и произвести включение генератора в момент совпадения векторов фазных напряжений генератора и сети (с помощью синхронизирующих ламп).

Для автоматического включения генератора способом точной, синхронизации в агрегатах АСДА-100 (см.рис.1) использован блок синхронизатора. После пуска и вывода электроагрегата на подсинхронную частоту вращения блок контроля напряжения и частоты вращения выдает сигнал на возбуждение синхронного генератора.

Рис.1. Принципиальная схема дизель-генератора АСДА-100
с полупроводниковыми блоками автоматики

Схема блока синхронизатора производит автоматическую подгонку напряжения и контроль разности напряжений, подгонку частоты и контроль разности частот генератора, включаемого на параллельную работу, и сети, а после выполнения заданных условий синхронизации дает сигнал на включение генератора на параллельную работу с сетью.

Способ самосинхронизации

При включении способом самосинхронизации невозбужденный генератор (выключатель гашения поля АГП включен) раскручивается дизелем до номинальной частоты вращения (с отклонением ±2%) и включается в сеть автоматическим выключателем генератора. Затем подается возбуждение (АГП отключен) и генератор втягивается в синхронизм.

В этом случае до подключения генератора в сеть на его обмотках имеется лишь небольшое остаточное напряжение. Поэтому бросок тока, возникающий в статоре в момент синхронизации, будет незначителен. После подачи возбуждения на генератор по мере нарастания магнитного потока ротора появляется синхронный момент, под воздействием которого генератор входит в синхронизм.

Этот способ прост, быстр, исключает возможность ошибочного включения генератора и обеспечивает автоматизацию процесса синхронизации. Поэтому он нашел широкое применение на ДЭС. Существует множество ручных, полуавтоматических и автоматических схем и устройств самосинхронизации.

На ДЭС серии АС применена схема автоматической самосинхронизации с использованием реле времени синхронизации РВС.

Мощность генераторов ДЭС, включаемых на параллельную работу способом самосинхронизации, не играет существенной роли. На ДЭС разрешается подключать на параллельную работу этим способом даже генератор, мощность которого превышает мощность всех уже работающих параллельно генераторов других ДЭС. Кратковременное снижение напряжения при включении быстро восстанавливается и не нарушает работу потребителей. Включать генератор рекомендуется при частоте вращения несколько большей синхронной (1%), чтобы генератор сразу же принял активную нагрузку. Подача возбуждения должна осуществляться без задержки вслед за подключением генератора к шинам, так как в противном случае генератор может не втянуться в синхронизм.

Рекомендуется включать генератор при скольжении 1-2 Гц, так как при этом сокращается время втягивания генератора в синхронизм. Шунтовой реостат в цепи возбуждения возбудителя (сопротивление уставки напряжения) необходимо устанавливать в положение, обеспечивающее надежное самовозбуждение и подъем напряжения на генераторе до нормального при его холостом ходе.

Для включения способом самосинхронизации вручную или полуавтоматически нужно, чтобы генератор перед включением работал без возбуждения (АГП отключен). Реостат в цепи возбуждения или сопротивление уставки напряжения должны обеспечивать подъем напряжения на генераторе при холостом ходе до номинального.

Агрегат разворачивают, плавно подводя к синхронной частоте вращения (ускорение 0,5-1,0 Гц/с).

Генератор подключают к шинам при погашенном поле генератора (показания вольтметров статора и возбудителя равны нулю) и разности частот по частотомеру 1-2 Гц.

Затем генератор возбуждают (включают АГП) и поднимают напряжение на нем (автоматически и вручную). После этого генератор втягивается в синхронизм и набирает нагрузку.

Выпадение генератора из синхронизма при параллельной работе.

Резкое изменение и нарушение режимов работы электрической сети и генераторов, а также нарушение условий синхронизации могут вызвать выпадение из синхронизма отдельных генераторов ДЭС. О выпадении из синхронизма генераторов можно судить по показаниям приборов: амперметры в цепи статора показывают значительные толчки тока (стрелки резко колеблются до упора), вольтметры — сильно колеблющееся пониженное напряжение, показания ваттметра меняются от начала шкалы до ее конца.

Определить выпадение из синхронизма можно и по пульсирующему в такт с качанием приборов гулу генератора. При выпадении генератора из синхронизма необходимо попытаться восстановить его синхронную работу, максимально увеличивая возбуждение и уменьшая активную нагрузку, а при невозможности восстановления синхронной работы следует отключить генератор от сети.

Распределение активной мощности ДЭС, работающей параллельно с другими ДЭС или промышленной сетью.

После включения генератора на параллельную работу с сетью осуществляют прием нагрузки на включенный генератор с помощью увеличения подачи топлива у первичного двигателя включаемого генератора.

Для устойчивой и надежной параллельной работы генераторов необходимо, чтобы активная мощность, отдаваемая работающими генераторами, распределялась между ними пропорционально их номинальным мощностям, так как в противном случае один из параллельно работающих генераторов окажется недогруженным, а другие перегруженными, что вызовет выход последних из строя или выпадение из синхронизма.

Пропорциональное распределение активной мощности между генераторами производится только в том случае, если приводные двигатели имеют одинаковый наклон характеристик, выражающих зависимость частоты вращения дизеля n от активной мощности Р на валу, т.е. одинаковый статизм.

При неодинаковом статизме привода и одинаковой частоте вращения параллельно работающих генераторов распределение активной мощности между ними не будет пропорционально их номинальным мощностям, как показано на рис.2. Чтобы этого не происходило, статизм двигателя заранее регулируют настройкой регулятора подачи топлива.

Рис.2. Распределение активной мощности между параллельно работающими
генераторами 1 и 2 при неравенстве статизма их двигателей.
n — частота вращения генератора;
Р — активная мощность генератора.

Обычно дизельные двигатели имеют статизм 3%, что позволяет обеспечить неравномерность распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами не более 10% мощности меньшего генератора.

Для перераспределения активной мощности между параллельно работающими ДЭС необходимо изменить подачу топлива в дизель, например увеличить подачу топлива в дизель генератора, на который переводят активную мощность, и уменьшить подачу топлива в дизель генератора, с которого снимают активную мощность.

Распределение реактивной мощности между параллельно работающими генераторами и сетью.

При эксплуатации возможны следующие случаи параллельной работы генератора: с другими генераторами, имеющими принципиально отличную систему возбуждения (например машинную или статическую); с другими такими же генераторами или генераторами, имеющими аналогичную по принципу действия и схеме систему возбуждения; с промышленной сетью.

В первом случае для пропорционального распределения реактивной мощности между генераторами необходимо, чтобы напряжение каждого из генераторов при автономной работе несколько уменьшалось с увеличением реактивной нагрузки, а статизм по реактивной мощности генераторов был одинаков.

Статизмом по реактивной мощности называют относительное изменение напряжения генератора при увеличении его реактивной мощности. При неодинаковом статизме по реактивной мощности и одинаковом напряжении параллельно работающих генераторов распределение реактивной мощности между ними будет происходить непропорционально их номинальным мощностям (рис.3).

Рис.3. Распределение реактивной мощности между
параллельно работающими генераторами 1 и 2,
имеющими неодинаковый статизм по реактивной мощности.
U — напряжение генератора;
Q — реактивная мощность генератора.

Для удовлетворительной параллельной работы генераторы должны иметь статизм по реактивной мощности 3-4%. Системы возбуждения многих генераторов не обеспечивают необходимого статизма по реактивной мощности и поэтому имеют специальное устройство параллельной работы, работа которого рассмотрена ниже.

Во втором случае пропорциональное распределение реактивных мощностей между параллельно работающими генераторами может быть достигнуто двумя путями: обеспечением одинакового их статизма по реактивной мощности, т.е. аналогично случаю параллельной работы разнотипных генераторов, или с помощью уравнительной связи обмоток возбуждения, что обеспечит самобаланс системы по реактивной мощности.

При параллельной работе со статизмом по реактивной мощности в результате увеличения реактивной нагрузки от 0 до 100% номинальной уменьшение напряжения на зажимах параллельно работающих генераторов достигает 4% начального значения, что не всегда приемлемо.

При параллельной работе с уравнительными соединениями без статизма по реактивной мощности точность поддержания напряжения на зажимах параллельно работающих генераторов будет такой же, как и при их автономной работе.

Для обеспечения удовлетворительной параллельной работы генераторы тоже должны иметь устройства па¬раллельной работы.

Если генератор, работающий параллельно с промышленной сетью, необходимо нагрузить реактивной мощностью, то нужно увеличить его ток возбуждения. Изменение тока возбуждения генератора, работающего параллельно с сетью, достигается изменением сопротивления уставки напряжения. Устойчивая параллельная работа генератора с сетью возможна лишь при наличии статизма по реактивной мощности.

Статическая система возбуждения обеспечивает увеличение тока возбуждения генератора с ростом его нагрузки. При параллельной работе напряжения генератора и сети равны, поэтому при отсутствии статизма по реактивной мощности с увеличением последней будет увеличиваться ток возбуждения генератора. Увеличение тока возбуждения генератора, работающего параллельно с сетью, приведет в свою очередь к дальнейшему росту его активной мощности. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока генератор не выйдет из строя вследствие недопустимой перегрузит.

При наличии статизма большей реактивной мощности соответствует меньшее напряжение генератора, но напряжение определено сетью и снизить его нельзя, поэтому увеличение реактивной мощности генератора при неизменном напряжении сети невозможно.

Источник