Вмикання синхронного генератора на паралельну роботу з мережею

Потужні електромережі складаються з багатьох електричних станцій, що працюють паралельно. Завдяки цьому підвищується надійність, економічність виробництва та розподілу електричної енергії. Оскільки на кожній електростанції встановлені декілька генераторів, то в енергосистемі на паралельну роботу можуть бути ввімкнені сотні машин.

Процес вмикання генератора на паралельну роботу з мережею називають синхронізацією. Синхронізація можне бути точною та грубою (самосинхронізація).

При точній синхронізації, щоб уникнути стрибків струму в мережі, необхідно виконати такі умови:

- частота мережі та частота генератора повинні бути однакові;

- напруги мережі та генератора повинні співпадати за фазою і мати однакові амплітуди;

- чергування ЕРС фаз генератора та напруги мережі повинно бути однаковим.

Рівність напруг досягається шляхом регулювання струму збудження синхронного генератора, а рівність частот – шляхом регулювання частоти обертання ротора генератора за рахунок зміни частоти обертання парової або гідравлічної турбін. За цих умов у контурі мережа – генератор сума ЕРС дорівнює нулю: . Решта умов перевіряється за допомогою спеціального приладу, що називається синхроноскопом.

Лекція 10. СИЛОВІ ТРАНСФОРМАТОРИ. АВТОТРАНСФОРМАТОРИ

Силові трансформатори

Загальні відомості

Трансформатором називають статичний індуктивний перетворювач, що має дві або більше індуктивно зв’язаних взаємно нерухомих обмоток і призначений для перетворення за допомогою магнітного поля однієї (первинної) системи змінного струму в іншу (вторинну), що має інші характеристики, зокрема, напругу та струм. У більшості випадків за допомогою трансформатора перетворюють тільки напругу та струм без зміни частоти і числа фаз.

Трансформатор, що має дві електрично незв’язані між собою обмотки, називають двообмотковим. Обмотку, яка споживає енергію з електричної мережі, називають первинною, а обмотку, що віддає енергію споживачу – вторинною. Існують багатообмоткові трансформатори, які мають декілька первинних і вторинних обмоток.

Якщо первинна обмотка має вищу напругу (ВН), а вторинна – нижчу напругу (НН), то такий трансформатор називають понижувальним. У зворотному випадку трансформатор називають підвищувальним.

Під час передачі та розподілу електроенергії виникає необхідність в електричному зв’язку трьох мереж з напругами , , . Цю задачу можна вирішити за допомогою триобмотковових трансформаторів, у яких на магнітопровід поміщають три ізольовані одна від одної обмотки. Такий трансформатор, що живиться з боку однієї з обмоток, дає можливість отримувати два різні напруги і постачати електричною енергією дві різні групи приймачів. Крім обмоток вищої і нижчої напруги триобмотковий трансформатор має обмотку середньої напруги (СН). Обмоткам трансформатора надають переважно циліндричну форму, виконуючи їх при малих струмах з круглого мідного ізольованого проводу, а при великих струмах - з мідних шин прямокутного перерізу. Ближче до магнітопроводу розташовують обмотку нижчої напруги, тому що її легше ізолювати від нього, ніж обмотку вищої напруги.

Для зменшення величини сили струму у вторинній обмотці трансформатора виготовляють трансформатори з розщепленими обмотками. З достатньою для практичних розрахунків точністю такий трансформатор можна розглядати як два незалежних трансформатори, що живляться від загальної мережі ВН. Потужність кожної обмотки НН дорівнює половині потужності обмотки ВН, тобто половині номінальної потужності трансформатора. При паралельному з'єднанні обмоток НН трансформатор з розщепленими обмотками буде працювати як звичайний двохобмотковий.