Перевод нагрузки между параллельно работающими генераторами

Предварительно необходимо нагрузить один из генераторов до номинального режима (например, СГ'), а второй – оставить работать на холостом ходу (например, СГ''). Для этого нужно воспользоваться последовательностью действий:

1. Проверить положение рукоятки реостата Rн– должно быть на положении «max».

2. При номинальных значениях напряжения U' (по вольтметру V1', при необходимости коррекции использовать реостаты R2'), а также частоты f' (по частотомеру Hz', при необходимости коррекции использовать реостаты ), замкнуть выключатели В1' и В1.

3. Установить номинальный ток в обмотке статора СГ' (по амперметру А1' или А1) уменьшением сопротивления Rн, поддерживая напряжение (V1') и частоту генератора (Hz') на номинальных значениях.

4. Установить номинальные значения напряжения U'' (по вольтметру V1'', при необходимости коррекции использовать реостаты R2''), а также частоты f'' (по частотомеру Hz'', при необходимости коррекции использовать реостаты ). По возможности, добиться наиболее медленного мигания ламп синхроноскопа и в момент полного погасания всех ламп синхроноскопа замкнуть выключатель В (параллельно включив генераторы).

Показания приборов, соответствующие установившемуся режиму, записать в табл. 3.4.

Таблица 3.4

U' = U'', В	f', Гц	f'', Гц	cos φ'	cos φ''	, А	, А	I1, А	P', Вт	P'', Вт

Изменение активной мощности, вырабатываемой параллельно соединенными синхронными генераторами, осуществляется изменением вращающих моментов приводных двигателей. Поэтому в лабораторных условиях перевод нагрузки между параллельно работающими генераторами связан с изменением электромагнитного момента электродвигателей постоянного тока. С этой целью у приводного двигателя Д" нагружаемого генератора СГ" необходимо постепенно уменьшать ток возбуждения при помощи реостата , при этом одновременно плавно увеличивать ток возбуждения у приводного двигателя Д' разгружаемого генератора СГ' при помощи реостата . Контроль изменения токов и ведут но амперметрам и . Необходимо проследить, чтобы при переводе нагрузки напряжение на зажимах генераторов сохранялось номинальным, частота и общий ток нагрузки по амперметру А1 оставались практически постоянными, а показания фазометров находились около отметки «Единица». Корректировка напряжений на зажимах генераторов и показаний фазометров производится соответствующими перемещениями движков реостатов R2' и R2". В процессе выполнения опыта сопротивление нагрузки Rностается неизменным.

В пределах изменения токов и снимается 5–6 равномерно распределенных точек. Причем последняя точка снимается при токах = 0 и = Iн_. Показания приборов заносятся в табл. 3.4.

После выполнения опыта элементы управления возвращаются в начальное положение:

– размыкается выключатель В1', движки реостатов ставятся в положение 0, а реостатов R2' – в положение «max»;

– с плавным уменьшением нагрузки R_н, движки реостатов ставятся в положение 0, а затем реостатов R2'' – в положение «max»;

– последовательно размыкаются выключатели В1'', В и В1.

3.6. Перевод одного из параллельно работающих синхронных
генераторов в двигательный режим

В соответствии с 3.2 и 3.3 осуществить параллельное включение генераторов СГ' и СГ'' при холостом ходе. Для перевода синхронной машины СГ'' в двигательный режим необходимо выключить ее приводной двигатель Д'' из сети постоянного тока нажатием кнопки «Стоп». Выключатель разомкнуть.

3.7. Работа синхронного двигателя в качестве источника
реактивной мощности

В синхронном двигателе, как и в синхронном генераторе при параллельной работе, изменение тока возбуждения сопровождается изменением реактивной мощности, необходимой для совпадения магнитных полей в электрических машинах. Поэтому перевозбуждая синхронную машину СГ'', работающую в режиме двигателя, можно заставить ее быть источником реактивной мощности по отношению к синхронному генератору СГ'. Для этого после перевода синхронной машины СГ'' в двигательный режим корректируются до номинальных значений реостатами , R2' и R2'' при коэффициенте мощности cos φ' = 1 частота и напряжение синхронного генератора СГ'. Показания соответствующих приборов записываются в табл. 3.5.

Таблица 3.5

U', В	f', Гц	P', Вт	, А	, А	= = , А	cos φ'	φ', рад

Затем постепенным увеличением с помощью реостата R2'' тока возбуждения синхронного двигателя при одновременном уменьшении тока возбуждения генератора СГ' при помощи реостата R2', так чтобы напряжение на зажимах генератора оставалось номинальным, увеличивается до номинального значения ток статора I₁'' генератора СГ'', работающего в двигательном режиме (рис. 3.6). В пределах изменения тока снимается 5–6 равномерно распределенных точек. Показания приборов заносятся в табл. 3.5.

Затем установка выключается с возвращением всех элементов управления в начальное положение:

– размыкается выключатель В1', движки реостатов ставятся в положение 0, а реостатов R2' – в положение «max»;

– с плавным уменьшением нагрузки Rндвижки реостатов ставятся в положение 0, а затем реостатов R2'' – в положение «max»;

– последовательно размыкаются выключатели В1'', В и В1;

– останавливаются приводные двигатели нажатием кнопок «Стоп» и отключением рубильников и .

Оформление отчета

В отчете приводятся цель работы, тип, номинальные данные исследованных синхронных генераторов, схемы их параллельной работы и приводных электродвигателей, а также названия соответствующих пунктов с таблицами и графиками.

1. По данным табл. 3.2 и 3.3 в одной системе координат для 3.4 строятся U-образные характеристики и кривые зависимостей cos φ' = f( ) генератора СГ' иcos φ'' = f( ) генератора СГ'', а также проводятся кривые, соединяющие между собой минимумы U-образных характеристик (см. рис. 3.4).

Коэффициенты мощности могут быть вычислены по формулам

2. По данным табл. 3.4 строится зависимость (см. рис. 3.5) = f( ).

3. По данным табл. 3.5 строится зависимость (рис. 3.6) – кривая а и – кривая б.

4. Исследование трехфазного синхронного
двигателя

Целью работы являютсяисследования особенностей пуска трехфазного явнополюсного синхронного двигателя (СД), его работы в режиме U-образных характеристик и свойств по рабочим характеристикам; а также изучение возможностей работы синхронного двигателя в режиме компенсации реактивной мощности.

Синхронные двигатели применяются в основном в приводах большой мощности. На тепловых станциях, металлургических заводах, шахтах, холодильниках они приводят в движение насосы и другие механизмы, работающие с неизменной скоростью. Синхронные двигатели могут работать с различной реактивной мощностью. Таким образом, эти двигатели позволяют улучшить коэффициент мощности предприятия.

Синхронные двигатели благодаря возбуждению постоянным током могут работать с cos φ = 1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе с перевозбуждением отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.

Синхронные компенсаторы предназначаются для компенсации коэффициента мощности сети и поддержания нормального уровня напряжения сети в районах сосредоточения потребительских нагрузок. Нормальным является перевозбужденный режим работы синхронного компенсатора, когда он отдает в сеть реактивную мощность.

В связи с этим компенсаторы, как и служащие для этих же целей батареи конденсаторов, устанавливаемые на потребительских подстанциях, называют также генераторами реактивной мощности. Однако в периоды спада потребительских нагрузок (например, ночью) нередко возникает необходимость работы синхронных компенсаторов также в недовозбужденном режиме, когда они потребляют из сети индуктивный ток и реактивную мощность, так как в этих случаях напряжение сети стремится возрасти и для поддержания его на нормальном уровне необходимо загрузить сеть индуктивными токами, вызывающими в ней дополнительные падения напряжения.

Для этого каждый синхронный компенсатор снабжается автоматическим регулятором возбуждения или напряжения, который регулирует значение его тока возбуждения так, что напряжение на зажимах компенсатора остается постоянным.

Синхронные компенсаторы лишены приводных двигателей и с точки зрения режима своей работы в сущности являются синхронными двигателями, работающими на холостом ходу.