Operasi selari penjana

Dalam loji kuasa, beberapa unit turbo atau hidraulik sentiasa dipasang, yang berfungsi bersama-sama secara selari pada bar bas biasa penjana atau lonjakan.

Akibatnya, pengeluaran elektrik di loji kuasa dihasilkan oleh beberapa penjana yang berfungsi secara selari, dan kerjasama ini mempunyai banyak kelebihan yang berharga.

Operasi selari penjana:

1. meningkatkan fleksibiliti pengendalian peralatan loji kuasa dan pencawang, memudahkan penyelenggaraan pencegahan penjana, peralatan utama dan peranti pengedaran yang sepadan dengan minimum rizab yang diperlukan.

2. meningkatkan kecekapan operasi loji kuasa, kerana ia membolehkan pengagihan jadual beban harian yang paling cekap antara unit, dengan itu mencapai penggunaan elektrik yang terbaik dan meningkatkan kecekapan; dalam loji kuasa hidroelektrik, ia memungkinkan untuk menggunakan kuasa aliran air secara maksimum semasa tempoh banjir dan semasa musim panas dan musim sejuk tempoh air rendah;

3.meningkatkan kebolehpercayaan dan operasi tanpa gangguan loji kuasa dan bekalan kuasa kepada pengguna.

nasi. 1. Gambarajah skematik operasi selari penjana

Untuk meningkatkan pengeluaran dan menambah baik pengagihan kuasa, banyak loji kuasa digabungkan untuk beroperasi secara selari untuk membentuk sistem kuasa yang berkuasa.

Dalam operasi biasa, penjana disambungkan ke bas biasa (janakuasa atau voltan lampau) dan berputar serentak. Rotor mereka berputar pada kelajuan elektrik sudut yang sama

Dalam operasi selari, voltan serta-merta di terminal kedua-dua penjana mestilah sama dalam magnitud dan bertentangan dalam tanda.

Untuk menyambungkan penjana untuk operasi selari dengan penjana lain (atau dengan rangkaian), adalah perlu untuk menyegerakkannya, iaitu mengawal kelajuan putaran dan pengujaan penjana yang disambungkan mengikut yang beroperasi.

Penjana yang beroperasi dan disambung secara selari mestilah dalam fasa, iaitu, mempunyai susunan putaran fasa yang sama.

Seperti yang dapat dilihat dari rajah. 1, dalam operasi selari, penjana disambungkan antara satu sama lain secara relatif antara satu sama lain, iaitu voltan U1 dan U2 pada suis akan betul-betul bertentangan. Berkenaan dengan beban, penjana berfungsi mengikut, iaitu voltan U1 dan U2 sepadan. Keadaan operasi selari penjana ini ditunjukkan dalam rajah rajah. 2.

nasi. 2. Keadaan untuk menghidupkan penjana untuk operasi selari. Voltan penjana adalah sama dalam magnitud dan bertentangan dalam fasa.

Terdapat dua kaedah penyegerakan penjana: penyegerakan halus dan penyegerakan kasar atau penyegerakan sendiri.

Syarat untuk penyegerakan tepat penjana.

Dengan penyegerakan yang tepat, penjana teruja disambungkan ke rangkaian (bas) melalui suis B (Rajah 1) apabila mencapai keadaan penyegerakan — kesamaan nilai serta-merta voltan mereka U1 = U2

Apabila penjana beroperasi secara berasingan, voltan fasa segera mereka akan sama, masing-masing:

Ini membayangkan syarat yang diperlukan untuk sambungan selari penjana. Untuk penjana hidup dan berjalan, ia diperlukan:

1. kesamaan nilai voltan berkesan U1 = U2

2. kesamaan frekuensi sudut ω1 = ω2 atau f1 = f2

3. padanan voltan dalam fasa ψ1 = ψ2 atau Θ = ψ1 -ψ2 = 0.

Pemenuhan tepat keperluan ini mewujudkan keadaan yang ideal, yang dicirikan oleh fakta bahawa pada saat menghidupkan penjana, arus penyamaan stator akan menjadi sifar. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa pemenuhan syarat untuk penyegerakan yang tepat memerlukan pelarasan yang teliti terhadap nilai perbandingan voltan, frekuensi dan sudut fasa voltan penjana.

Dalam hal ini, adalah mustahil untuk memenuhi sepenuhnya syarat yang ideal untuk penyegerakan; ia dilakukan kira-kira, dengan sedikit penyelewengan. Jika salah satu daripada syarat di atas tidak dipenuhi, apabila U2, perbezaan voltan akan bertindak pada terminal suis komunikasi terbuka B:

nasi. 3. Gambar rajah vektor untuk kes penyelewengan daripada syarat penyegerakan tepat: a — Voltan kerja penjana tidak sama; b — frekuensi sudut tidak sama.

Apabila suis dihidupkan, di bawah tindakan perbezaan potensi ini dalam litar akan mengalir arus penyamaan, komponen berkala yang pada saat awal akan

Pertimbangkan dua kes sisihan daripada keadaan penyegerakan tepat yang ditunjukkan dalam rajah (Rajah 3):

1. voltan operasi penjana U1 dan U2 tidak sama, syarat-syarat lain dipenuhi;

2. penjana mempunyai voltan yang sama tetapi berputar pada kelajuan yang berbeza, iaitu frekuensi sudut ω1 dan ω2 tidak sama dan terdapat ketidakpadanan fasa antara voltan.

Seperti yang dapat dilihat daripada rajah dalam rajah. 3, a, ketidaksamaan nilai berkesan voltan U1 dan U2 menyebabkan kemunculan arus penyamaan I ”ur, yang akan hampir induktif semata-mata, kerana rintangan aktif penjana dan wayar penyambung rangkaian sangat kecil dan diabaikan. Arus ini tidak menghasilkan lonjakan kuasa aktif dan oleh itu tiada tegasan mekanikal dalam bahagian penjana dan turbin. Dalam hal ini, apabila penjana dihidupkan untuk operasi selari, perbezaan voltan boleh dibenarkan sehingga 5-10%, dan dalam kes kecemasan - sehingga 20%.

Apabila nilai voltan rms U1 = U2 adalah sama, tetapi apabila frekuensi sudut berbeza Δω = ω1 — ω2 ≠ 0 atau Δf = f1 — f2 ≠ 0, vektor voltan penjana dan rangkaian (atau penjana ke-2 ) dianjak dengan sudut tertentu Θ yang berubah mengikut masa. Voltan penjana U1 dan U2 dalam kes ini akan berbeza dalam fasa bukan dengan sudut 180 °, tetapi dengan sudut 180 ° —Θ (Rajah 3, b).

Pada terminal suis terbuka B, antara titik a dan b, perbezaan voltan ΔU akan bertindak. Seperti dalam kes sebelumnya, kehadiran voltan boleh dikesan menggunakan mentol lampu, dan nilai rms voltan ini boleh diukur dengan voltmeter yang disambungkan antara titik a dan b.

Sekiranya suis B ditutup, maka di bawah tindakan perbezaan voltan ΔU, arus penyamaan I ” berlaku, yang berhubung dengan U2 akan hampir aktif sepenuhnya dan, apabila penjana dihidupkan secara selari, akan menyebabkan kejutan dan mekanikal tegasan dalam aci dan bahagian lain penjana dan turbin.

Pada ω1 ≠ ω2, penyegerakan adalah memuaskan sepenuhnya jika gelinciran adalah s0 <0, l% dan sudut Θ ≥ 10 °.

Oleh kerana inersia pengawal selia turbin, adalah mustahil untuk mencapai kesamaan jangka panjang frekuensi sudut ω1 = ω2, dan sudut Θ antara vektor voltan, mencirikan kedudukan relatif pemegun dan belitan pemutar penjana, tidak kekal malar, tetapi berubah secara berterusan; nilai serta-mertanya ialah Θ = Δωt.

Pada gambarajah vektor (Rajah 4), keadaan terakhir akan dinyatakan dalam fakta bahawa dengan perubahan dalam sudut fasa antara vektor voltan U1 dan U2, ΔU juga akan berubah. Perbezaan voltan ΔU dalam kes ini dipanggil voltan kejutan.

nasi. 4. Gambarajah vektor penyegerakan penjana dengan ketaksamaan frekuensi.

Nilai serta-merta voltan jam Δu ialah perbezaan antara nilai serta-merta voltan u1 dan u2 penjana (Rajah 5).

Katakan bahawa kesamaan nilai berkesan U1 = U2 dicapai, sudut fasa masa rujukan ψ1 dan ψ2 juga sama.

Kemudian anda boleh menulis

Keluk tegasan kejutan ditunjukkan dalam Rajah. 5.

Voltan irama berubah secara harmoni dengan frekuensi yang sama dengan separuh jumlah frekuensi yang dibandingkan dan dengan amplitud yang berubah mengikut masa bergantung pada sudut fasa Θ:

Daripada rajah vektor dalam rajah.4, untuk nilai tertentu sudut Θ, nilai berkesan tegasan hentaman boleh didapati:

nasi. 5. Keluk mengatasi tekanan.

Dengan mengambil kira perubahan sudut Θ dari semasa ke semasa, adalah mungkin untuk menulis ungkapan untuk cangkang dari segi amplitud tegasan kejutan, yang memberikan perubahan dalam amplitud tegasan dari semasa ke semasa (lengkung bertitik dalam Rajah 5, b ):

Seperti yang dapat dilihat daripada gambarajah vektor dalam Rajah. 4 dan persamaan terakhir, amplitud tegasan kejutan ΔU berbeza dari 0 hingga 2 Um. Nilai terbesar ΔU adalah pada masa apabila vektor voltan U1 dan U2 (Rajah 4) bertepatan dalam fasa dan sudut Θ = π, dan yang terkecil — apabila voltan ini berbeza dalam fasa sebanyak 180 ° dan sudut Θ = 0. Tempoh lengkung irama adalah sama dengan

Apabila penjana disambungkan untuk operasi selari dengan sistem berkuasa, nilai xc sistem adalah kecil dan boleh diabaikan (xc ≈ 0), maka arus penyamaan

dan arus masuk

Dalam kes pensuisan yang tidak menguntungkan pada arus Θ = π, arus lonjakan dalam belitan stator penjana yang dihidupkan boleh mencapai dua kali ganda nilai voltan lonjakan litar pintas tiga fasa terminal penjana.

Komponen aktif arus penyamaan, seperti yang dapat dilihat dari gambar rajah vektor dalam Rajah. 4 adalah sama dengan