Синхронизация. Параллельная работа источников электроэнергии в электроэнергетических системах

ЭДС на шинах генераторов всех электростанций сдви-нуты по фазе лишь на углы δн, определяемые передава­емой активной мощностью и сопротивлениями ЛЭП. Они обу­словлены электромагнитными процессами из-менения реактивной мощности, сопровождающими выработку и передачу электроэнергии.
Угол сдви­га фаз δн и частота вращения ꞷс при электро-механиче­ских переходных процессах электропередачи изменяются лишь в пределах, не наруша­ющих синх-ронной динамической устойчивости электроэнергети-ческой системы.

6.1 Преимущества и недостатки параллельной работы
Режим параллельной работы источников электро-энергии обладает следующими достоинствами:
обеспечивается работа каждого ГА при наивысших значениях КПД;
не допускается работа генераторов при нагрузках менее 30% номинальной для предотвращения чрез-мерного изнашивания деталей и повышения удель-ного расхода топлива;

обеспечивается большая надежность ЭЭС, так как при дроблении установленной мощности между несколькими ГА уменьшается вероятность отказа всей энергосистемы в целом;
возможен перевод нагрузки с одного генератора на другой без перерыва питания потребителей;
снижаются колебания напряжения и частоты в сети при изменении нагрузки потребителей ЭЭ;
обеспечивается возможность планового ремонта ГА с сохранением электроснабжения потребителей исправными агрегатами.

6.2 Синхронизация
Чтобы включить СГ на параллельную работу с другим генератором или с синхронно вращающимися генераторами электростанции или энергосистемы, необходимо выполнить ряд условий и операций, требующих строго определенной последовательности. Процесс включения синхронной маши-ны на параллельную работу с другой синхронной машиной или с энергосистемой принято называть синхронизацией. Процесс включения может быть реализован действиями персонала вручную или же полностью автоматизирован, когда операции выполняются без вмешательства персонала.

Для включения синхронных генераторов на параллельную работу необходимо выполнение следующих условий:
формы кривых напряжений генераторов U1 и U2 должны быть одинаковыми;
действующие значения напряжений должны быть равны между собой: U1 и U2
частоты должны быть одинаковыми: f1 и f2
напряжения должны совпадать по фазе;
порядок чередования фаз у многофазных генераторов дол-жен быть один и тот же, например, А1 – В1 – С1 – у первого СГ и А2 – В2 – С2 – у второго.

Выполнение первого условия определяется конструкцией генераторов, обеспечивается заводом-изготовителем.
Последнее условие выполняется при монтаже СГ.
Оба этих условия обязательны для соблюдения, но не конт-ролируются в процессе синхронизации, поскольку не зависят от действий оперативного персонала.
Выполнение второго и третьего условий - совпадение на-пряжений и частот на шинах подключаемого и работающего генератора (энергосистемы) контролируется персоналом в процессе синхронизации по соответствующим приборам, объединенным в колонку синхронизации.

На небольших энерго-объектах совпадение напря-жений контролируют с по-мощью одного вольтметра, подключаемого через пере-ключатель поочередно к ге-нератору или к шинам энергосистемы.
Рис. 1. Колонка синхронизации

Совпадение напряжений достигается регулированием тока возбуждения генератора, а совпадение частот – регулирова-нием подачи пара на турбину (топлива на приводной дви-гатель) включаемого СГ.
Совпадение частот контролируется по частотомеру и осу-ществляется регулированием скорости вращения первичного двигателя. Операция производится с ГРЩ посредством органов дистанционного управления подачей топлива или пара. Для удобства сравнения частот обычно применяется сдвоенный частотомер, имеющий две шкалы, расположен-ные непосредственно одна под другой. Одна из этих шкал включена на генератор, а вторая - на шины щита.

Равенство углов сдвига фаз между э.д.с. каждого генератора и напряжением на шинах будет иметь место при условии совпадения по фазе синусоидальных кривых напряжений обоих генераторов.
Проверка такого совпадения выполняется либо с помощью ламп синхронизации, либо с помощью синхроноскопа. Различают два способа включения ламп синхронизации: на «темное» и на «светлое» включение.
При первом способе синхронизации лампы включаются на одноименные фазы шин ГЩУ и обмоток статора подклю-чаемого генератора (рис. 1

).