2tom158

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 318

— przybliżona równość częstotliwości,

— równość wartości skutecznych napięć prądnicy i sieci,

— zgodność fazowa napięć.

Następstwo faz prądnicy i sieci sprawdza się wskaźnikiem kolejności faz lub w układzie trzech żarówek (rys. 5.59). Następstwa faz jest zgodne, jeżeli żarówki zapalają się i gasną jednocześnie, niezgodne—gdy zapalają się na przemian. Przy niezgodnym następstwie faz należy skrzyżować dwa dowolne przewody od strony prądnicy. Przy trw'alym połączeniu prądnicy z szynami zbiorczymi sprawdzenie następstwa faz przeprowadza się tylko jeden raz przy pierwszym włączeniu maszyny do sieci.

Rys. 5.59. Układ do sprawdzania zgodności następstwa faz podczas synchronizacji

Przybliżoną równość częstotliwości uzyskuje się przez zmianę prędkości obrotowej silnika napędowego (regulacja dopływu czynnika napędowego). Pomiar wykonuje się specjalnym miernikiem częstotliwości o dwóch systemach pomiarowych i jednym polu odczytowym.

Równość napięć osiąga się przez regulację wzbudzenia prądnicy; sprawdza się ją „podwójnym” woltomierzem (o dwóch systemach pomiarowych).

Zgodność fazową napięć prądnicy i sieci sprawdza się w układzie synchronizacyjnym „na ciemno” lub „na jasno” (rys. 5.60) albo synchronoskopem. Zgodność fazowa występuje, jeżeli w układzie na rys. 5.60a żarówka zgaśnie, a woltomierz K₀ będzie wskazywał zero; natomiast w układzie na rys. 5.60b — gdy żarówka świeci się najjaśniej.

Synchronizacja może być przeprowadzana ręcznie, półautomatycznie lub automatycznie. Synchronizatory półautomatyczne włączają prądnicę do pracy równoległej po sprawdzeniu warunków synchronizacji. Regulację częstotliwości, wartości napięcia i przesunięcia fazowego przeprowadza obsługa. Synchronizatory automatyczne wykonują wszystkie czynności związane z regulacją i sprawdzeniem warunków synchronizacji oraz włączeniem do pracy równoległej; całość synchronizacji jest wykonywana bez udziału obsługi.

Samosynchronizacja polega na włączeniu do pracy równoległej prądnicy niew'zbudzo-nej wirującej z prędkością zbliżoną do synchronicznej (poślizg a; +0,5%), a następnie załączeniu na zaciski uzwojenia wzbudzającego napięcia wzbudnicy. Maszyna jest wprowadzana do pracy synchronicznej przez pewien stan nieustalony. Samosynchronizacja umożliwia skrócenie czasu łączenia do pracy równoległej i jest stosowana przy częstych rozruchach, np. w elektrociepłowniach przy jednostkach mocy mniejszej niż 30 MV • A.

Regulacja obciążenia mocą czynną prądnicy pracującej w systemie elektroenergetycznym jest dokonywana przez zmianę momentu napędowego na wale prądnicy (np-w turbogeneratorze przez zmianę dopływu pary do turbiny). Obciążenie mocą bierną jest

Rys. 5.60. Układ synchronizacji: a) na ciemno; b) na jasno

V_t — woltomierz wskazujący napięcie sieci, V_p - napięcie prądnicy. V₀ woltomierz zerowy

regulowane przez zmianę wzbudzenia prądnicy. Na rysunku 5.61 przedstawiono przykładowo regulację mocy czynnej i biernej w prądnicy z cylindrycznym wirnikiem, przy przejściu od biegu jałowego do obciążenia znamionowego.

5.3.7.5. Zmienność napięcia prądnicy

Zmiennością napięcia nazywa się wzrost napięcia na zaciskach prądnicy wyrażony w procentach napięcia znamionowego, jaki występuje podczas przejścia od obciążenia znamionowego do biegu jałowego przy zachowaniu znamionowego prądu wzbudzenia i znamionowej prędkości obrotowej. Zmienność napięcia jest wyrażona zależnością

(5.92)

Znamionowa zmienność napięcia przy costp_s = 0,8 wynosi w turbogeneratorach 25-h45%, zaś w hydrogeneratorach 1525%.

Znamionowy prąd wzbudzenia i zmienność napięcia można wyznaczyć wykreślnie metodą wykresu amerykańskiego (rys. 5.62), zaś inne metody są przedstawione w [5.17]. Na przedłużeniu prostoliniowej części charakterystyki biegu jałowego dla napięcia znamionowego U,, wyznacza się prąd wzbudzenia /}„ — OB — odpowiadający przepływowi potrzebnemu na magnesowanie szczeliny powietrznej. Z punktu B pod kątem tp„ odkłada się odcinek BC = I_/k (prąd wzbudzenia przy znamionowym prądzie zwarcia). Na przedłużeniu OC odkłada się odcinek CD = A I_f. Odcinek ten odpowiada prądowi wzbudzenia potrzebnemu dla magnesowania obwodu ferromagnetycznego przy napięciu ^Up = U_ri+jI_ffX_p, w którym I„X_p — napięcie Potiera. Odcinek OD = OE jest znamionowym prądem wzbudzenia. Znamionowa zmienność napięcia wyraża się stosunkiem

(5.93)

L1 L Z L3

b)

L 2 L3

“% = —- 100 = = 100 ^un EF