Моменты, действующие на генератор в процессе самосинхронизации

Втягивание генератора в синхронизм после его включения в сеть определяется результирующим действием следующих моментов.

1. Избыточный момент турбины, положительный или отрицательный.

здесь:

М_т – момент турбины при данной частоте вращения, поддерживаемой регулятором скорости,

М_с – момент сопротивления нагрузки генератора, определяемый скольжением в момент включения выключателя.

Избыточный момент быстро уменьшается до нуля действием регулятором частоты вращения турбины.

2. Асинхронный момент, средний за период, развиваемый генератором без возбуждения при скольжении ротора. Момент создается взаимодействием вращающегося поля статора и токов, наведенных им в обмотках и железе ротора, и существует до втягивания генератора в синхронизм.

здесь:

U_Г– напряжение на шинах генератора при отсутствии возбуждения,

S– скольжение агрегата,

T_d’ – постоянная времени схемы возбуждения генератора,

Асинхронный момент всегда направлен на уменьшение скольжения, то есть в сторону втягивания генератора в синхронизм.

Включение генератора должно производится при S<S_маx, величина скольжения контролируется схемой самосинхронизации генератора.

3. Реактивный момент М_Р.

Реактивный момент возникает только у гидрогенераторов, имеющих ротор с явновыраженными полюсами.

Момент возникает от взаимодействия вращающегося поля статора с явновыраженными полюсами ротора генератора.

Здесь Xdи Xq- синхронные сопротивления гидрогенератора по продольной

и поперечной оси

За один период реактивный момент равен нулю, т.е. он почти не сказывается на процессе втягивания в синхронизм, но пока отсутствует синхронный момент он может зафиксировать генератор как при угле δ = 0°, так и угле δ = 180º, т.е. в противофазе по отношению Uсети. Если генератор будет зафиксирован при угле δ = 180º, то при подаче возбуждения появится синхронный момент, который вызовет динамический удар и дополнительное механическое воздействие на вал генератора.

4. Синхронный момент М_син

В нормальном режиме работы угол δ между E_dи U_с определяется нагрузкой генератора.

Синхронный момент, возникающий в переходном режиме, после подачи на генератор возбуждения, это переменная величина, определяемая качаниями генератора относительно сети, при этом:

- при изменении угла от 0° до 180° Sinδ ≥ 0, M_син положительный, режим генераторный, при котором происходит торможение ротора,

- при изменении угла от 180° до 360° Sinδ ≤ 0, M_син отрицательный, режим двигательный, происходит ускорение ротора.

За счет поочередного воздействия положительных и отрицательных синхронного и асинхронного моментов качания генератора через несколько периодов затухают и генератор входит в синхронизм.