Электрические процессы в сети при самосинхронизации генератора

1. При самосинхронизации возникают большие толчки тока в момент включения выключателя, вызывающие значительные динамические воздействия на генератор, и происходят колебания активной мощности в процессе втягивания генератора в синхронизм. Кроме того, напряжение на шинах генератора, а, следовательно, в прилегающей сети понижается, затем медленно восстанавливается.

Схема замещения на момент включения при самосинхронизации

представлена на Рис. 2.4.1.1.

В соответствии со схемой общее выражение для тока включения генератора в сеть:

В первый момент времени сопротивление генератора равно Xd΄΄, и ток будет равен действующему значению сверхпереходного тока

Через 0,04÷0,05 сек сверхпереходная составляющая в токе затухает, ток включения снижается; несколько дольше затухает апериодическая составляющая тока. Действующее значение тока включения уменьшается до значения переходного тока. Если сравнить эти токи с соответствующими токами трехфазного КЗ на выводах генератора:

то становится ясно, что токи включения меньше, чем токи трехфазного КЗ на выводах генератора. Механическая прочность генератора рассчитывается по динамическому воздействию вращающего момента, вызванного максимальным током КЗ. Поскольку токи включения не превышают максимального тока КЗ, для большинства генераторов самосинхронизация допускается в аварийном режиме. В нормальном режиме включение генератора способом самосинхронизации возможно только по разрешению его изготовителя.

2. Включение генератора способом самосинхронизации сопровождается понижением напряжения на выводах генератора и в прилегающей сети. Напряжение на шинах генератора (Рис.2.4.1.1) равно:

, при

В формуле сопротивление генератора X_Г – переменная величина, которая изменяется от значения X_d΄΄в первый момент, далее до Xd΄, и после втягивания генератора в синхронизм становится равной Xd.

Из формулы видно, что чем меньше X_Г, тем меньше U_шин. Если принять начальное значение Xd΄΄порядка 0,2÷0,25, то при X_C= X_Г напряжение шин будет равным 0,5Uном_.

После затухания сверхпереходного тока сопротивление X_Г станет равным Xd΄со значениями 0,3÷0,35 и напряжение U_шин увеличится, но достигнет номинального значения только после подачи на генератор возбуждения и втягивания генератора в синхронизм.