Суть способа самосинхронизации генераторов.

При этом способе генератор невозбуждённым раскручивается до подсинхронной скорости (скольжение составляет ±2–3%) и включается на параллельную работу, то есть включается генераторный выключатель и на обмотку статора подаётся напряжение. Затем, устройством АГП включается возбуждение, появляется синхронный момент и генератор втягивается в синхронизм. При аварийной ситуации указанная величина скольжения может быть превышена. Время переходных процессов при включении генераторов методом самосинхронизации обычно не превосходит 1–2 с.

После включения генератора с ω _S в обмотке возбуждения наводится ЭДС, пропорциональная ω _S. Обмотка возбуждения должна быть замкнута на гасительное сопротивление (чтобы не было пробоя изоляции) либо на якорь возбудителя.

Сразу после включения выключателя на ротор будут воздействовать следующие моменты (до подачи возбуждения):

· Избыточный механический момент турбины М_Т;

· Средний асинхронный момент М_АС;

· Момент явнополюсности (момент реакции) М_ЯП, обусловленный магнитной несимметрией ротора генератора по продольной и поперечной осям;

· Синхронный момент, развиваемый генератором в результате взаимодействия поля ротора, возникшего под воздействием тока возбуждения и поля статора.

Асинхронный момент всегда действует в сторону снижения угловой частоты скольжения, т.е. в сторону втягивания генератора в синхронизм.

Для ТГ М_АС больше, чем для ГГ, но в области малых скольжений и для ТГ и для ГГ .

В области больших скольжений относительно небольшой М_Т легко подавляет М_АС и генератор входит в синхронизм. При равенстве –М_Т=М_АС наступает установившийся режим. Частота вращения генератора не будет меняться, но он будет вращаться с частотой меньше синхронной, т.е. со скольжением S_y.

М_ЯП изменяется с двойной частотой скольжения и он электрически независим. При малых скольжениях М_ЯП может превысить М_АС.

Процесс втягивания генератора в синхронизм происходит следующим образом. При вращении генератора с частотой, меньшей синхронной, после включения обмотки статора под напряжение сети возникает асинхронный момент, который подтягивает генератор до малых значений скольжений. (С остановленного состояния при закрытом направляющем аппарате под влиянием асинхронного момента к подсинхронной скорости могут быть подтянуты гидрогенераторы с демпферными обмотками; время разворота гидрогенератора составляет 8–12 с.) Когда скольжение станет небольшим, включается возбуждение генартора и возникает синхронный момент, который обеспечивает втягивание генератора в синхронизм после нескольких качаний. Влияние реактивного момента (момента явнополюсности) при этом сказывается незначительно, поскольку за период изменения угла δ от 0 до 180° его среднее значение равно нулю.

В точках 1 и 1` возможно наступление синхронного режима, т.е. в этих точках возможна синхронизация. Если синхронизм наступил в точке 1 – это хорошо, если в точке 1` – это плохо (проворот ротора на 180⁰), чтобы этого не допустить одновременно с включением выключателя включается АГП.

Благоприятными частотами скольжения являются f_S=1–1.5 Гц (частота, при которой происходит включение выключателя). Чем больше f_S, тем больше вероятность наступления асинхронного режима после подачи тока возбуждения.

Чем выше скорость нарастания тока в обмотке возбуждения, тем выше вероятность возникновения асинхронного режима, поэтому при самосинхронизации АРВ сильного действия и форсировку возбуждения (ФВ) выводят из действия на 1–2 с.

При включении генератора методом самосинхронизации, генератор испытывает толчок тока включения, эквивалентного току КЗ за сопротивлением генератора. Это объясняется тем, что генератор невозбуждён, следовательно, его ЭДС равна нулю, а .

Уравнительный ток при самосинхронизации будет также меньше уравнительного тока при точной синхронизации, если генератор включится при угле δ =180º. Это объясняется тем, что при самосинхронизации ЭДС генератора отсутствует.