Распределение нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами


Категория Судовые электростанции

При точном выполнении условий синхронизации синхронный генератор после подключения к шинам ГРЩ работает вхолостую. Поэтому необходимо выполнить определенные операции, чтобы он взял на себя реактивную и активную нагрузку.

Реактивная нагрузка генератора создается индуктивным током, который возникает в результате разности э. д. с. генератора и напряжения сети. Как уже отмечалось, этот ток только нагружает обмотки генераторов, не создавая активной мощности, и, следовательно, не передается на вал первичного двигателя.

Поскольку э. д. с. синхронного генератора определяется величиной тока возбуждения, то очевидно, что для загрузки подключенного генератора реактивной мощностью необходимо увеличивать его ток возбуждения.

Для перевода реактивной нагрузки с работающего генератора на подключенный соизмеримой мощности необходимо ток возбуждения нагружаемого генератора увеличивать, а разгружаемого — уменьшать. В соответствии с Правилами Регистра СССР все судовые генераторы снабжаются автоматическими регуляторами напряжения (АРН). В этом случае достаточно воздействовать на один генератор, так как регулятор второго генератора, поддерживая напряжение постоянным, соответствующим образом изменит возбуждение своего генератора.

Генератор, снабженный регулятором с меньшим статизмом, будет нагружаться реактивной мощностью больше других генераторов.

Одновременно с реактивной нагрузкой производится распределение также и активной нагрузки- генераторов. Чтобы подключенный на параллельную работу синхронный генератор взял на себя активную нагрузку, необходимо увеличить подачу топлива (или пара) в его первичный двигатель. С увеличением подачи топлива (или пара) вращающий момент первичного двигателя превышает момент сопротивления генератора и вал агрегата смещается на некоторый угол 0 (угол нагрузки) в сторону опережения относительно оси магнитного поля статора генератора. Это создает векторную разность э. д. с. генератора и напряжения сети U6 , которая вызывает появление активного тока /б (ф~0) в генераторе. Генераторный агрегат развивает активную мощность, принимая вместе с другими работающими генераторами всю судовую нагрузку. Часть нагрузки, которую берет на себя подключаемый генератор, очевидно, должны сбросить работающие генераторные агрегаты.

При этом в установках небольшой мощности, какими являются судовые- электроэнергетические системы, для сохранения постоянного значения частоты судовой сети подачу топлива (или пара) в первичные двигатели работающих агрегатов необходимо соответственно уменьшить. В случае применения автоматических регуляторов частоты (скорости) и активной нагрузки этот процесс осуществляется путем автоматического воздействия на серводвигатели приводных двигателей генераторов.

Рис. 1. Характеристики регуляторов первичных двигателей генераторов.

Регулятор с Наименьшим статизмом вызывает наибольшую загрузку своего двигателя.

Регуляторам свойственна определенная нечувствительность ±Асо, которая может резко изменить соотношение нагрузок параллельно работающих генераторов. Двигатели с совпадающими характеристиками регуляторов из-за их нечувствительности могут быть нагружены не одинаково.

Для более точного распределения активной нагрузки необходимо, чтобы характеристики регуляторов имели возможно больший статизм и наименьшую зону нечувствительности. Однако регуляторы с большим статизмом не могут обеспечить постоянства частоты генератора. Используемые в настоящее время регуляторы имеют зону нечувствительности ± (0,5-=-1,0) % и допускают регулирование статизма от нуля до 6%.

На точность распределения нагрузок оказывает влияние также соотношение мощностей параллельно работающих генераторов, которое не должно превышать 3:1.

Чтобы вывести из работы один из параллельно работающих генераторов, необходимо произвести перераспределение нагрузки, что может быть выполнено толчком или плавно. Перевод нагрузки толчком состоит в отключении генератора от шин генераторным автоматом, после чего вся нагрузка воспринимается работающими агрегатами. Плавный перевод нагрузки производится постепенным уменьшением вращающего момента на валу разгружаемого агрегата путем уменьшения подачи топлива (или пара) в его приводной двигатель и одновременным увеличением подачи рабочего тела в другие двигатели. Этот процесс продолжается до тех пор, пока нагрузка отключаемого генератора не будет равна нулю. Разумеется, что одновременно с активной должна сниматься и реактивная нагрузка.


Читать далее:

Категория Судовые электростанции