Параллельная работа генераторов постоянного тока

6.4.1.Условия включения на параллельную работу

1) полярность зажимов подключаемого генератора должна соответ­ствовать полярности шин;

2) ЭДС подключаемого генератора должна равняться напряжению на шинах.

Пусть на шины включен генератор G1, а генератор G2 вводится в работу (рис. 6.4, а).

Рис. 6.4. Принципиальная схема параллельной работы генераторов постоянного тока смешанного возбуждения (а), схемы замещения цепей обмоток якорей при соответствии ( б) и несоответствии (в) полярности шин и генератора

Если оба условия выполнены, то после включения генератора G2 на шины в цепи, образованной последовательно соеди­ненными обмотками якорей генераторов, ЭДС Е и напряжение U действуют встречно и взаимно компенсируются (рис. 6.4, б).

Поэтому ток якоря подключенного генератора 1 = ( Е - U )/ R = 0.

Это озна­чает, что после включения генератор G2 останется работать в режиме холостого хода.

При нарушении 1-го условия положительный вывод генера­тора G2 соединяется с отрицательной шиной, а отрицательный зажим -с положительной (рис. 6.4, в).

При этом в цепи обмоток якорей генера­торов ЭДС Е и напряжение U действуют согласно, в следствие чего в указанной цепи возникнет результирующая ЭДС ΔЕ = Е + U ≈ 2 U .

Под действием этой ЭДС через обмотки якорей, имеющие небольшое сопротивление, потечет ток КЗ.

Соответствие полярности зажимов генератора и полярности шин обеспечивается при монтаже генератора во время постройки судна и в дальнейшем не проверяется.

Последствия нарушения 2-го условия зависят от соотноше­ния ЭДС генератора и напряжения на шинах.

При Е > U ток якоря подключенного генератора 1 = ( Е - U )/ R > 0.

Это означает, что включенный генератор перейдет из режима холостого хода в генера­торный и примет на себя часть нагрузки работающего генератора.

Включение на шины сопровождается толчком на валу включенного генератора тормозного характера, что объясняется действием электромагнитного момента генератора: М = k1 Ф,

где k - конструктивный коэффици­ент; Ф- магнитный поток.

В то же время на работающем генераторе нагрузка спадет, поэтому на его валу возникнет ускоряющий динамический момент, на что отреагирует регулятор частоты вращения дизеля, который уменьшит подачу топлива, скорость стабилизируется.

При Е < U ток якоря генератора 1 = ( Е - U )/ R < 0.

Это озна­чает, что после включения генератор станет работать в двигательном режиме и создаст дополнительную нагрузку на работающий генератор.

Электромагнитный момент включенного генератора совпа­дает по направлению с моментом ПД, который вследствие этого может пойти "в раз-

нос". Для отключения генератора, перешедшего в такой режим, применяют реле обратного тока ( РОТ ).

Выполнение 2-го условия проверяется при помощи вольтметра, поочередно подключаемого к шинам и выводам включаемого генера­тора.

Включение генератора на шины проводится в следующем порядке:

- генератор G2 приводится во вращение с номинальной частотой;

- при помощи регулировочного реостата R устанавливают на зажимах генератора ЭДС Е = U .;

- подключают генератор на шины при помощи автоматического выключателя QF2.

После включения на шины генератор G2 нагружают, распределяя нагрузку между генераторами пропорционально номинальной мощ­ности каждого из них.

6.4.2. Перевод и распределение нагрузки

Воздействуя на регуляторы возбуждения генераторов R и R в цепях параллельных обмоток возбуждения L2, осуществляют распределение нагрузки.

При этом увеличивают ток возбуждения у генератора G2 и уменьшают у генера­тора G1. Такое одновременное и противоположное по характеру изменение токов возбуждения не только обеспечивает распределение нагрузки, но позволяет сохранить постоянство напряжения на шинах:

При переводе нагрузки с одного генератора на другой поступают так же, как и при распределении нагрузки, т.е. увеличивают ток возбуждения включенного генератора и уменьшают ток возбуждения работающего генератора.

Отличие перевода от распределения нагрузки состоит в том, что при переводе нагрузки с одного генератора на другой надо прекратить изменять токи возбуждения в тот момент, когда ток нагрузки разгружаемо-

го уменьшится до нуля. После этого разгруженный генератор отключают от шин.

Перевод нагрузки применяют в случае, если работающий генератор надо отключить от шин с целью профилактики самого генератора или его ПД.

Для обеспечения устойчивой параллельной работы генераторов смешанного возбуждения последовательные обмотки L1 соединяют параллельно при помощи уравнительной шины УШ.

Уравнительная шина действует так.

Если ЭДС одного из генераторов возрастет ( например, вследствие увеличения частоты вращения ПД ), то увеличится ток нагрузки этого генератора. Часть этого тока пойдет по последовательной обмотке другого генератора. Магнитный поток этого генератора возрастет, его ЭДС также увеличит­ся, и поэтому увеличится его ток нагрузки.

В результате нагрузка автоматически распределится между генераторами пропорционально номинальной мощности каждого из них.

При обрыве уравнительного провода случайное увеличение ЭДС любого генератора приведет к увеличению его тока нагрузки. Этот ток, протекая по последовательной обмотке, еще больше увеличит ЭДС этого генератора, что, в свою очередь, приведет к дальнейшему увели­чению тока нагрузки. Второй генератор при этом будет разгружаться.

Из приведенного примера следует, что устойчивая параллельная работа генераторов смешанного возбуждения без уравнительного провода невозможна.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные причины изменения частоты вращения ГА в процессе работы?

2. Что такое универсально-статические регуляторы?

3. В чем состоит отличие одно- и двухимпульсных АРЧ?

4. Как классифицируются АРЧ ГА?

5. Каковы основные требования Правил Регистра к ПД ГА?

6. Каковы основные требования классификационных обществ к судовым системам АРН СГ?

7. Перечислите основные принципы построения АРН судовых СГ

8. Дайте краткую характеристику СВАРН по возмущению. Что такое ТФК?

9. Дайте краткую характеристику СВАРН по отклонению напряжения. Для чего предназначен корректор напряжения?

10. Каковы особенности комбинированных СВАРН?

11. Объясните устройство и принцип действия БСГ

12. Какие типы возбудителей применяют в БСГ?

13. Каковы особенности параллельной работы генераторов?

14. Что такое синхронизация?

15. Каковы последствия нарушений условий синхронизации СГ?

16. Условия включения синхронных генераторов в параллель.

17. Как контролируется выполнение условий синхронизации?

18. Объясните суть методов точной, грубой и самосинхронизации СГ и назовите область применения каждого

19. Чем отличаются схемы «на погасание» и «на вращение огня» ламповых синхроноскопов? Какой тип схемы Вы бы выбрали?

20. От чего зависит в ламповых синхроноскопах направление "вращение огня" и частота мигания ламп?

21. Каков принцип распределения активных нагрузок?

22. Каков принцип распределения реактивных нагрузок?

23. Как распределяются нагрузки в зависимости от мощности генераторов, работающих в параллель?

24. Каковы условия параллельной работы генераторов постоянного тока и последствия нарушений этих условий?

25. Каково назначение уравнительной шины при параллельной работе ГПТ?

26. Чем отличаются перевод и распределение нагрузки? Как осуществляется перевод и распределение нагрузки при параллельной работе ГПТ?