close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Laba Vereshko B Yu

код для вставкиСкачать
Робота 4. ДОСЛІДЖЕННЯ СПОСОБІВ СИНРОНІЗАЦІІ І РЕЖИМІВ РОБОТИ ГЕНЕРАТОРА В ЕЛЕКТРИЧНІЙ СИСТЕМІ
4.1 Мета роботи - вивчення методів синхронізації генератора з мережею електричної системи, одержання практичних навичок здійснення точної синхронізації і напівавтоматичної самосинхронізації, ознайомлення з умовами роботи генератора в системі.
4.2 Програма роботи
При підготовці до роботи необхідно вивчити:
умови проведення точної синхронізації і прилади, за допомогою яких контролюють виконання цих умов;
принцип самосинхронізації;
пристрій і роботу реле ИРЧ-01, що забезпечує автоматичне вмикання генератора при самосинхронізації;
зрівняльні струми, можливі при синхронізації різними способами;
переваги, недоліки та область застосування кожного способу синхронізації;
схему лабораторного стенду;
умови зміни активної і реактивної потужностей, що
віддаються генератором в електричну систему;
Література: /І/, с. - 75-81
4.3 Методичні вказівки
4.3.1. Синхронізація.
При підключенні генератора до мереж енергосистеми конче необхідно виконати наступні вимоги:
UГ = UC -- рівність абсолютних величин фазних напруг.
ω_Г =ω_C - рівність кутових частот обертання.
∠U_AГ=∠U_AC-збіг векторів напруг одноіменних фаз.
Перша вимога задовольняється одночасним підйомом числа обертів та величини струму збудження.
Друга вимога виконується за рахунок збільшення подачі пару в турбіну (збільшення числа обертів гончого двигуна в лабораторії)
Третя - завдяки наявності такого прибору, як синхроноскоп, за допомогою якого можна визначити мить, коли однойменні фази напруг генератора та мережі співпадають (рисунок б).
Вимога, щодо однаковості чергування фаз, виконується під час зборки схеми підключення синхроноскопу. а) б)
Рисунок 4.2. Синхронізація:
а) контур, де циркулює зрівнювальний струм ІУР; б) вектори фазних напруг мережі та генератора. Недотримання будь-якого правила приводить до виникнення у контурі генератор-енергосистема надмірних зрівнювальних струмів, які можуть призвести до тяжких аварій не тільки генератора, що синхронізується, але й порушити нормальну роботу енергосистеми. Дійсно, якщо вмикання генератора станеться у мить, коли вектори напруги однойменних фаз будуть у протифазі, в контурі (рисунок а) синхронізації під дією практично алгебраїчної суми двох фазних напруг виникне зрівняльний струм ІУР , що майже вдвічі перевищить струм КЗ, тому що він обмежується тільки опором самого генератору ХГ - опір системи ХС практично наближається до нулю завдяки великої кількості генераторів електростанції та енергосистеми підключених паралельно:
І_(УР )≅2U⁄X_Г ≅2І_КЗ
Точна синхронізація має наступні вади:
- складність процесу підгонки по частоті, а також, по модулю й фазі напруги;
- значна тривалість процесу - від мінут до десятків мінут при аваріях у системі, що супроводжуються глибокими змінами напруги й частоти;
- можливість механічного пошкодження генератора та турбіни при включенні з великим кутом розходження векторів напруг.
С п о с о б самосинхронізації позбавлено цих вад завдяки тому, що генератор вмикається в енергосистему не збудженим як тільки різниця частот при розгоні знизиться до 1-2Гц. При цьому виникає зрівняльний струм, що не перевищує струм КЗ. Завдяки взаємодії цього струму із залишковою напругою ротору, генератор утягувається в синхронізм після чого в обмотку збудження автоматично подається струм від збудника.
4.3.2. Режими роботи.
Н о м і н а л ь н и й режим роботи характеризується номінальними
параметрами, при яких температурний режим не перевершує розрахунковий, що обумовлює передбачений термін роботи.
Проте, в процесі експлуатації генератора часто виникає потреба регулювати величину чи характер енергії, що видається в енергосистему.
З треугольника АВС: відрізок АВ; відрізок ОВ;
Для здійснення цього процесу змінюють кількість енергоносія РТ, що подається в турбіну. З векторної діаграми и графіка видно, що при зміні Рт змінюються потужності Р и Q.
∆АВС відображає потужності S,P,Q. Сторона АВ≡Р; ВС≡Q.
1. Pт≅0 Р≅0, Qмах δ≅0
2. Рт' → Р'. Q=0 δ=60°
3. δ>60° Р → Рмах
При δ>60° струм навантаження зростає больше Iном, що недопустимо. До цього, випадкові коливання навантаження чи напруги U можуть збільшити δ до 90° и генератор випаде з синхронізму.
Робота СГ при навантаженні відмінному від номінального
Робота генератора с Р>Рном можлива в період максимума навантажень чи при аварийному відключенні частини генераторов. При цьому, за умовами нагаріву, струми статора и ротора не повинні перевищувати номінальні величини. Оскількі з ростом Рт и Рг, активна складова струму також зростає ії необхідно обмежити, зменшуючи If і Eг до Е" (Рг=Sном; Q=0) Можлива робота генератора с Q>Qном при струмах збуждення не більше Ifном при зниженні Р - (Рт<Ргном).
Режим неекономічний, але можливий. Зниження Р для турбогенераторов визначається умовами охолодження турбіни и не повинно бути нижче (10-20)% Ртном.
Робота СГ в режимі синхронного компенсатора(СК)
СГ можуть роботать у режимі СК. ГГ используются как компенсаторы в період половоддя, а ТГ при довготривалому ремонту турбіни чи у години наименших навантажень.
Генератори чаще роботають у режимі перезбужденного СК с выдачей Q в сеть(I'ск)(E').
В години наименших навантажень чи при наявності довгих линий (Qс) виникає необхідність у використанні генераторов в режимі(I",E") недовзбужденного СК із споживанням Q з мережі. Пуск агрегата, працюючого в режимі СК разом з турбіною, виконують таким же чином, як при пуске генератора, тобто, подавая пару чи воду. Після синхронізації, подачу пари чи води знижують до минимума и СГ переходить в режим СК.
Може бути застосован й асинхронний пуск від мережі.
4.4 Опис лабораторної установки
Схеми лабораторного стенду наведено на рисунку.4.1. Вибір виду синхронізації проводиться за допомогою ключа керування (SAC)
При вмиканні генератора G на паралельну роботу методом точної синхронізації використовуються вольтметри, частотоміри, стрілочний синхроноскоп; які ввімкнено на напругу мережі і генератора, що синхронізується, через трансформатори напруги ТV1, ТV2.
При вмиканні генератора на паралельну роботу методом самосинхронізації контроль швидкості обертання генератора й автоматична подача команди на вмикання не збудженого генератора в мережу здійснюється індукційним реле різниці частот ИРЧ-01 (КF).
Одна обмотка КF1 цього реле розрахована на напругу 100 В та ввімкнена через трансформатор напруги ТV1 на напругу мережі. Друга обмотка КF.2 цього реле - через трансформатор напруги ТV2 на залишкову напругу генератора. Для її живлення достатня напруга 0,2-2 В. Момент, що діє на ротор цього реле, визначається виразом:
де fs - частота ковзання, рівна різниці частот мережі і генератора, що розганяється, Рисунок 4.1 .Схема лабораторної установки
Таким чином, знак обертаючого моменту реле змінюється з частотою ковзання. При відсутності напруги на одній з обмоток реле утримується пружиною в середньому положенні і контакти його розімкнуті.
При розгоні генератора реле збуджується і його якір починає коливатися. На якорі укріплений рухливий контакт , а нерухомі контакти розташовані з обох сторін від рухливого. Поки різниця частот мережі і генератора велика, амплітуда відхилення рухливого контакту незначна, і нерухомі контакти не замикаються. Зі збільшенням швидкості обертання генератора частота ковзання fs зменшується й амплітуда коливання рухливого контакту збільшується. Реле побудовано так, що при fs = 1 Гц амплітуда коливань стає достатньою для замикання контакту КF, що впливає на вмикання вимикача генератора через проміжне реле КL (що підхоплює імпульс контактом КL.2 і вмикає вимикач Q(КМ) контактом КL.З).
При вмиканні генератора в мережу вимикачем Q забезпечується шунтування опору гасіння поля R допоміжними контактами SQ вимикача Q, і генератор збуджується. Щоб після вмикання генератора в мережу не відбулося перегоряння другої обмотки КF.2 реле, розрахованої на малі напруги, її ланцюг розмикається контактами реле КL.1
Генератор G і його збудник GE обертаються первинним двигуном М постійного струму з паралельним збудженням. На стенді передбачені світлова сигналізація, кнопки дистанційного пуску SBC і зупинки SВТ первинного двигуна, реостати для зміни швидкості його обертання (на схемі не показані), кнопки для вмикання SBC і відмикання SВТ вимикача Q при точній синхронізації генератора і шунтовий реостат RR. для регулювання збудження генератора.
На стенді встановлені вимірювальні прилади, що дозволяють виміряти струм збудження генератора, струм статора генератора, активну потужність, що віддається генератором у мережу системи або споживану з мережі при роботі в режимі синхронного компенсатора і коефіцієнт-потужності cosφ навантаження генератора.
Випробуваний генератор має наступні номінальні параметри:
Рном=3,6кВт; инаи=230В; Iном=11.2A;
nном=1500 об/хв ; номінальний струм збудження - 11,2 А.
У лабораторну установку входить панель апаратів керування, на якій змонтовані апарати автоматичного пуску гончого двигуна і контактор змінного струму КМ, що виконує роль вимикача Q. Генератор і панель керування знаходяться в машинному залі.
4.5 Методика виконання роботи.
4.5.1 Вмикання генератора на паралельну роботу методом точної синхронізації
Рукоятку ключа керування SАС повертають уліво на кут 45°. При цьому готується схема для точної синхронізації.
Первинний двигун М вмикають натисканням кнопки "ПУСК"(SВС). Рівності напруг і частот домагаються зміною опорів відповідних регулювальних реостатів. Контроль за виконанням умов точної синхронізації здійснюють за показниками вольтметрів, частотомірів, і синхроноскопа.
Регулюючи швидкість первинного двигуна, домагаються наближеної рівності частот генератора й мережі, при якому стрілка синхроноскопа обертається повільно (час одного обороту не менш за 20 с). Обертання стрілки синхроноскопа по напрямку обертання годинної стрілки свідчить, що частота генератора, що синхронізується, трохи більше частоти мережі, і навпаки.
Команду на вмикання вимикача Q варто подавати в той момент, коли стрілка синхроноскопа повільно підходить до червоної риски вмикання з деяким випередженням. Недопустимо вмикати генератор, коли стрілка синхроноскопа стійко стоїть на червоній рисці або коли вона швидко підходить до неї.
При зупинці генератора спочатку відмикають його вимикач натисканням кнопки "СТОП" (SВТ). Потім знижують швидкість первинного двигуна за допомогою регулювальних реостатів, і натисканням кнопки "СТОП" зупиняють двигун.
Рукоятку ключа керування SАС встановлюють у вертикальне положення, для чого її повертають вправо на кут 45°. Положення шунтового реостата RR залишають незмінним для проведення самосинхронізації.
4.5.2 Вмикання генератора на паралельну роботу методом самосинхронізації Рукоятку ключа керування SАС повертають вправо на кут 45°. Положення реостата RR повинне відповідати напрузі збудженого генератора, рівній напрузі мережі (встановленому при роботі з п. 4.4.1).
Вмикають первинний двигун і, збільшуючи швидкість його обертання, повільно підвищують частоту генератора до значення, близького до частоти мережі. Контроль частоти здійснюється реле ИРЧ-01, яке при припустимій різниці частот автоматично через реле КL дає команду на включення вимикача Q.
Після синхронізації рукоятку ключа SАС ставлять у нейтральне положення.
При зупинці генератора повторюють ті ж операції, що й у п. 4.4.1.
4.6 Контрольні питання.
Поясніть принцип роботи синхронного генератора.
Що таке синхронізація синхронного генератора? Її різновиди.
Поясніть сутність точної синхронізації.
Поясніть сутність самосинхронізації і її основна відмінність
від точної синхронізації.
Як змінюють напругу і частоту генератора, що синхронізується?
Як контролюють збіг фаз при синхронізації генераторів?
До чого може призвести порушення правил точної синхронізації ?
Яким чином можна змінювати навантаження генератора?
Як обмежити зростання струму при роботі СГ з Рmax ?
Що таке режим "синхронного компенсатора" і як його досягти?
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
27
Размер файла
407 Кб
Теги
лабораторная работа, vereshko, лаба, laba, лабораторная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа