Паралелна работа на дизел-генератори в режим на синхронизация
В съответствие с GOST генераторите трябва да осигуряват дългосрочна стабилна паралелна работа между генератори от една и съща серия и генератори от различни серии при максимално съотношение на мощността от 1:3 до 3:1.
Има три варианта за постигане на стабилна паралелна работа на генераторите:
- настройка на същия спад за реактивен ток (според статичните характеристики);
- с изравнителни връзки за променлив ток;
- с изравнителни DC връзки.
Според първите два варианта може да се осъществява паралелна работа между генератори със статично възбуждане и безчеткови генератори. Според третия вариант - само между генератори със статично възбуждане.
Най-разпространен е вторият вариант на паралелна работа, който осигурява висока точност на поддържане на напрежението, добра равномерност на разпределението на реактивните товари, висока степен на стабилност, галванична изолация във веригите на ротора и системата за възбуждане.
Паралелната работа по статични характеристики се счита за резервна опция, която се извършва в случаите, когато по някаква причина втората опция не е осъществима или в случаите, когато е предвидена само краткотрайна паралелна работа по време на прехвърляне на товари от един генератор към друг и параметрите за управление на паралелна работа не са посочени поради тази причина.
При паралелна работа, според статичните характеристики, генераторите се настройват на еднакъв спад на реактивния ток (обикновено = 3%).
Това гарантира стабилност и задоволително разпределение на реактивните товари, но точността на поддържаненапрежението е ниско.
Паралелната работа според третия вариант се осъществява чрез свързване на намотките на възбуждане на генератори, работещи паралелно, и е възможна само между генератори от една и съща серия с еднакво напрежение на възбуждане или в случаите, когато напреженията на възбуждане се различават с не повече от (10-15%).
В това изпълнение има галванична връзка между възбудителните намотки и веригите на възбудителните системи на всички паралелни генератори, така че повреда във веригата на един от генераторите може да причини повреда на някоя от паралелните машини.
Изисквания за паралелна работа на генератори
В съответствие с GOST 14965 се налагат следните изисквания към паралелната работа на генераторите:
-
1. Паралелната работа трябва да е стабилна;
2. Неравномерното разпределение на реактивните товари при паралелна работа с изравнителни връзки в стационарно термично състояние на генераторите не трябва да надвишава + 10% от номиналната реактивна мощност на генератор с по-ниска мощност, когато общият товар се променя от 20 до 100% и при условие, че неравномерното разпределение на реактивните товари не надвишава + 10% от номиналната активна мощност на генератор с по-малка мощност.
3. Неравномерното разпределение на реактивните товари по време на паралелна работа според статичните характеристики в стационарно термично състояние на генераторите не трябва да надвишава + 10% от номиналната реактивна мощност на по-малкия генератор, когато общият товар се променя от (75 до 100)% и когато разпределението на активните товари е неравномерно в p2. В този случай, когато общото натоварване се промени от (20 до 75)%, реактивното натоварване на генераторите трябва да се разпредели по такъв начин, че възбудителните токове на генератора да ненадхвърли номиналните стойности.
4. Генераторите трябва да позволяват включване за паралелна работа по метода на самосинхронизация с приплъзване не повече от 5%
Стандартите не предвиждат разпределението на реактивните товари в преходно топлинно състояние на генераторите или при възможност за паралелна работа на студени и горещи машини.
В тези случаи неравномерното разпределение на реактивните товари може значително да надвиши посоченото в параграфите. 2, 3, което не трябва да се разглежда като знак за незадоволителна паралелна работа на дизелови електроцентрали, тъй като при загряването на студените машини реактивните натоварвания на генераторите се изравняват.
Имайте предвид, че по време на паралелна работа според статичните характеристики, когато общото натоварване се променя от (20 до 100)% и условията, посочени в точка 3., като правило, неравномерното разпределение на реактивните товари може да бъде ограничено до норма от 15%.
Следователно на практика такава опция за настройка трябва да се признае за оптимална, при която при натоварвания от 20–75% посочената неравномерност не надвишава 15%, а при натоварвания от 75–100% - 10%.
Също така отбелязваме, че при оптимална настройка на паралелна работа, увеличеното неравномерно разпределение на активните товари не води, както показва опитът, до значително изкривяване на реактивните товари.
И така, при проверка на паралелната работа на два идентични генератора, активните товари между генераторите бяха разпределени в съотношение 7:3, докато при общ коефициент на мощност на натоварване 0,8 коефициентите на мощност на генераторите бяха съответно 0,83 и 0,78.
Разпределение на реактивните товари
Стойността на реактивните товари на генераторите, работещи паралелно, се определя от два фактора:
- реактивен товар на общгуми;
- степента на несъответствие между външните характеристики на генераторите.
Първият фактор определя стойността на реактивните товари на генераторите с идеалното му разпределение. Вторият причинява преразпределение на реактивните товари между генераторите, т.е. определя степента на неравномерно разпределение. В съответствие с GOST 14965 неравномерното разпределение на реактивните товари се определя по формулата:
където, - реактивни товари на генераторите, - номинална реактивна мощност на генераторите.
Стабилност на паралелна работа на дизел генератори
Както знаете, има статична и динамична стабилност на паралелната работа. Под статична стабилност се разбира способността на паралелно работещите генератори да поддържат стабилност при малки смущения на режима. Има два вида нарушения на статичната стабилност:
-
1. Появата на стабилни незатихващи трептения при запазване на електрическата връзка между генераторите;
2. Сривът на паралелната работа, причинен от увеличаването на тока между генераторите с изключване на превключвателя, свързващ генераторите.
Генераторите с индиректно смесване са най-податливи на собствени трептения. Най-стабилните безчеткови генератори с тиристорно възбуждане.
Голям запас от стабилност има и в диодни безчеткови генератори, въпреки че на практика в последния случай се наблюдават автоколебания. Като цяло, колкото по-висок е форсиращият капацитет на системата за възбуждане, толкова по-малко генераторът е склонен към собствени трептения.
Статичната стабилност зависи до голяма степен от съвместимостта на задвижващия двигател (дизел) и генератора. В практиката има случаи, когато генераторът, когато работи със синхронно задвижване (автономно или паралелно), е стабилен, но когатоПри работа с дизелов двигател на генератора възникнаха незатихващи трептения поради взаимното трептене на генератора и дизеловия двигател.
Сривът на паралелната работа поради загуба на статична стабилност възниква в случай на неизправност във веригата, например, когато изравнителните връзки са прекъснати.
В момента на загуба на устойчивост започва форсиране на възбуждане на единия генератор и девъзбуждане на другия.
Тъй като в динамиката процесът е придружен не само от увеличаване на разликата в ЕМП между генераторите, но и от намаляване на индуктивните съпротивления до стойности, близки до свръхпреходните, изравнителният ток между генераторите в рамките на 13 секунди се увеличава до стойности, съответстващи на текущата настройка на работата на секционната машина (), последната се задейства и паралелната работа се разпада.
В практиката на тестване и експлоатация на генератори също трябва да се справяте с динамичната нестабилност на паралелната работа. Такива случаи са наблюдавани при паралелна работа според статичните характеристики в случай, че генераторът е статично нестабилен при капацитивни натоварвания.
В същото време първоначалният режим на паралелна работа е стабилен, тъй като и двата генератора носят смесено активно-индуктивно натоварване, но когато се приложи натоварването, краткотрайният преход на един от генераторите към капацитивния квадрант води до срив на паралелната работа.
Трябва да се отбележи, че разглежданият случай при ниски активни натоварвания () също може да се окаже статично нестабилен, тъй като с промяна в термичното състояние на генераторите техните статични характеристики могат да се „разпръснат“, което ще прехвърли един от генераторите в капацитивен режим и паралелната работа ще се разпадне.
В тези случаи динамичната (и статичната) нестабилност на паралелната работа налага да се изостави работатаспоред статичните характеристики и преминаване към работа с еквалайзери за постоянен ток (ако работата с еквалайзери за променлив ток по някаква причина не е осъществима).