Задача 5. Генератор включается на параллельную работу с мощной электрической системой методом точной синхронизации.

Генератор включается на параллельную работу с мощной электрической системой методом точной синхронизации.

Требуется: найти допустимые значения угловой скорости вращения генератора, при его включении, из условий синхронизации в первом цикле качаний. Потери мощности холостого хода принять равным нулю.

Решение. Воспользуемся способом площадей. Так как синхронная машина возбуждена, то в момент включения она начинает или выдавать (генераторный режим) или потреблять (двигательный режим) активную мощность. Характеристики мощности включаемой синхронной машины показаны на рис. 9.16. Для получения зависимости между угловой скоростью генератора и угла его включения рассмотрим четыре возможных случая.

а) ∆ ω > 0; 0< < 180⁰ (рис. 9.14, а).

При углах включения 0 - 180⁰ синхронная машина в момент включения начинает работать в режиме генератора. Для успешного включения необходимо, чтобы энергия торможения, пропорциональная площадке А_торм, была больше кинетической энергии, накопленной ротором в относительном движении, т. е.

или

откуда

;

б) ∆ ω > 0; -180⁰< < 0⁰ (рис. 9.14, б).

При углах включения от -180 до 0⁰ синхронная машина в момент включения начинает работать двигателем с потребляемой мощностью Р=Рsin . Мощность, потребляемая синхронной машиной, расходуется на ускорение ротора. Таким образом, для успешной синхронизации энергия торможения, определяемая площадкой торможения А_тор, должна быть больше суммы кинетической энергии ротора синхронной машины перед включением и энергии, определяемой площадкой ускорения А_уск.

Связь между углом включения и предельной угловой скоростью ротора может быть получена из выражения

При углах включения 0 – 180 ⁰ синхронная машина в момент включения начинает работать генератором и выдавать активную мощность Р = Р_msin

Связь между углом включения и предельной угловой скоростью ротора может быть получена из выражения

;

в) ∆ ω < 0; -180< < 0 (рис. 9.14, г)

При глах включения от 180 до 0⁰ синхронная машина в момент включения начинает работать двигателем и потреблять активную мощность P = P sin .

Связь между углом включения и предельной угловой скоростью ротора может быть получена из выражения

В качестве примера рассмотрим случай включения синхронной машины при ∆ ω > 0. Угол включения меняется от 0 до 180⁰ (случай «а»).

Параметры электропередачи в относительных единицах:

с.

Максимум угловой характеристики синхронной машины

При

Допустимое скольжение машины s = +2, 3%. Для других углов включения имеем

ớ _вкл, град. 45 90 135 180

s, % 2, 1 1, 6 1, 0 0, 0

На рис. 9.15 приведена кривая допустимых скольжений в функции углов включения.