Опасности при невыполнении условий точной синхронизации генераторов.

Рассмотрим последствия при несоблюдении условий точной синхронизации.

Первый случай: величины ЭДС, а также частот включаемого генератора и эквивалентной системы равны, но между ними есть угол δ ≠ 0, что является причиной возникновения уравнительного тока.

Согласно рисунку начальное действующее значение периодической слагающей тока включения в относительных единицах будет определяться по формуле:

. (1)

В данном случае I_УР будет содержать активную и реактивную составляющие.

Наличие активной составляющей меняет ситуацию, поскольку активная составляющая влечёт появление механического момента на валу генератора. Возникает переток активной мощности (Р_УР):

С максимальным Р_УР возможно механическое повреждение оборудования блока.

С учётом формулы (1):

Второй случай. Пусть Е₁≠ Е₂, а остальные условия выполняются: f₁=f₂, δ =0.

При неравенстве Е₁ и Е₂ возникает I_УР, который носит чисто реактивный характер. Механического воздействия этот ток на ротор и вал турбины не оказывает, но это может привести к снижению напряжения в точке параллельной работы генераторов. Неравенство напряжений приводит к повышению погрешности синхронизатора (погрешность в задании времени опережения).

Третий случай. f₁ ≠ f₂, δ =0, Е₁=Е₂.

В момент замыкания контактов выключателя I_УР=0, но если f_Г> f_С, то после замыкания контактов выключателя появится I_УР, т. к. вектор Е_Г опережает Е_С, появляется δ. Запасённая активная энергия ротора генератора и турбины будет отдаваться в энергосистему. Ротор генератора будет тормозиться.

Если f_Г< f_С, то всё будет происходить наоборот, что приведёт к ускорению ротора генератора.

Успешность синхронизации, в этом случае, будет зависеть от величины ω _S. Если эта величина будет не велика, то генератор не выйдет за предел статической устойчивости и после колебательного процесса будет нормально работать. Если ω _S велика, то генератор выйдет за предел статической устойчивости, что влечёт за собой длительный асинхронный режим.

Δ f_ПР, δ _ПР – предельные значения, которые зависят от:

· мощности энергосистемы;

· длины ЛЭП, связывающей систему;

· тип регуляторов напряжения, установленных на генераторе;

и др.

В целом допустимыми являются: Δ f=0.5Гц, δ _ПР=45-50⁰.

Чем мощнее система, тем меньше допустимые значения Δ f и δ _ПР. (4-я зависимость соответствует случаю, когда передаваемая мощность по линиям связи равна половине предельной мощности по условиям динамической устойчивости согласно синусоидальной зависимости от угла.)

Вывод:

1. наиболее опасным при синхронизации является невыполнение условия δ =0, так как возникает толчок, обусловленный моментом, вследствие появления активной составляющей в уравнительном токе. Этот момент создаёт ударные воздействия на обмотки и на вал ротора генератора, что может привести к механическим повреждениям.

2. при f₁ ≠ f₂ после включения выключателя появляется I_УР.А, который не влечёт за собой опасного механического воздействия, но при больших ω _S влечёт за собой возникновения асинхронного режима, что также недопустимо.