Машина без успокоительной об­мотки при разомкнутой обмотке якоря.

В этом случае существует только один замкнутый контур тока (рис.1 а). Ток i_f при га­шении поля является свободным током, существование которого не поддерживается внешними источниками э. д. с, и напряжения. Поэтому i_f затухает по закону, определяемому дифференциальным уравнением

где

полная индуктивность обмотки возбуждения

Рис 1,а

величина Т_dо представляет собой постоянную времени обмотки возбуждения при отсутствии в ее цепи дополнительных сопротивлений, при разомкнутой обмотке якоря и отсутствии успокои­тельной обмотки.

Кривые изменения i_f изображены на рис. 2 а

Рис 2

Уравнение мощностей:

Первый член этого уравнения представляет собой мощность потерь в обмотке, а второй – равновеликую мощность, которая выделяется в этой обмотке за счет уменьшения энергии магнитного поля и покрывает мощность потерь.

Машина с успокоительной обмоткой при

разомкнутой обмотке якоря

В этом случае по продольной оси имеются две индуктивно связанные цепи

которым соответствует схема замещения

При изменении тока i_f при гашении поля в успокоительной обмотке индуктируется ток i_yd изменение которого в свою очередь влияет ток i_f

Закономерности изменения токов определяется дифференциальными уравнениями:

где

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СИНХРОННЫХ МАШИН

Включение синхронных генераторов на параллельную работу

На каждой электрической станции обычно бывает установлено несколько генераторов, которые включаются на параллельную работу в общую сеть. В современных энергосистемах на общую сеть, кроме того, работает целый ряд электростанций, и поэтому парал­лельно на общую сеть работает большое число синхронных генера­торов. Благодаря этому достигается большая надежность энергоснаб­жения потребителей, снижение мощности аварийного и ремонтного резерва, возможность маневрирования энергоресурсами сезонного характера и другие выгоды.

Все параллельно работающие генераторы должны отдавать в сеть ток одинаковой частоты. Поэтому они должны вращаться строго в такт или, как говорят, синхронно, т. е. их скорости вращения п₁ n₂ n₃ должны быть в точности обратно пропорциональны числам пар полюсов:

В частности, скорости вращения генераторов с одинаковыми числами полюсов должны быть в точности одинаковыми.

Условия синхронизации генераторов.

При включении генераторов на параллельную работу с дру­гими генераторами необходимо избегать чрезмерно большого толчка тока и возникновения ударных электромагнитных момен­тов и сил, способных вызвать повреждение генератора и другого оборудования, а также нарушить работу электрической сети или энергосистемы.

Поэтому необходимо отрегулировать надлежащим образом ре­жим работы генератора на холостом ходу перед его включением на параллельную работу и в надлежащий момент времени включить генератор в сеть. Совокупность этих операций называется син­хронизацией генератора.

Идеальные условия для включения генератора на параллель­ную работу достигаются при соблюдении следующих требова­ний:

1) напряжение включаемого генератора U_r должно быть равно напряжению сети U_c. или уже работающего генератора;

2) частота генератора f_г должна равняться частоте сети f_с,

3) чередование фаз генератора и сети должно быть одина­ково;

4) напряжения U_г и U_c должны быть в фазе.

При указанных условиях векторы напряжений генератора и сети совпадают и вращаются с одинаковой скоростью

разности напряжений между контактами выключателя при вклю­чении генератора равны:

и поэтому при включении не возникает никакого толчка тока.

Равенство напряжений достигается путем регулирования тока возбуждения генератора и контролируется с помощью вольтметра. Изменение частоты и фазы напряжения генератора достигается из­менением скорости вращения генератора.

Правильность чередования фаз необходимо проверять только при первом включении генератора после монтажа или сборки схемы. Совпадение напряжений по фазе контролируется с помощью ламп, нулевых вольтмет­ров или специальных синхроноскопов, а в автоматических син­хронизаторах — с помощью специальных измерительных эле­ментов.

Неправильная синхронизация может вызвать серьезную аварию. Действительно, если, например, напряжения U_г и U_c. будут в момент включения генератора на параллельную работу сдвинуты по фазе на 180°, то это эквивалентно короткому замыканию при удвоенном напряжении. Если генератор включается в сеть мощной энергетической системы, то сопротивление этой .сети по сравнению с сопротивлением самого генератора можно принять равным нулю, и поэтому ударный ток при включении может превы­сить ток при обычном коротком замыкании в два раза. Ударные электромагнитные моменты и силы при этом возрастают в четыре раза.

Зарегистрировано немало случаев, когда неправильная синхро­низация вызывала серьезные повреждения оборудования (повреж­дение обмоток, поломка крепежных деталей сердечников и полю­сов, поломка вала, разрушение всего генератора).