Влияние режимов синхронизации и несинфазных включений генераторов автономных систем электроснабжения на перенапряжения в обмотках возбуждения

Аннотация

Одним из способов повышения надежности электроснабжения является применение нескольких, параллельно включенных, различных источников электропитания. Примером могут служить гибридные системы электроснабжения, в которых источниками электропитания может являться комбинация традиционной системы электроснабжения и различных видов возобновляемых источников энергии. В таких системах предусматривается параллельная работа синхронных генераторов. Для включения на параллельную работу используются 3 способа синхронизации: точная синхронизация, самосинхронизация, грубая синхронизация. Включение на параллельную работу способом точной синхронизации производится в момент достаточно близкого совпадения амплитуд, частот и фаз напряжений подключаемого генератора к сети. При строгом совпадении этих величин синхронизация протекает идеально в том смысле, что в момент включения генератора совершенно отсутствуют толчки тока. Однако в автономных системах электроснабжения, где величина напряжения и частота сети не являются строго постоянными, бывает трудно, а порою невозможно выполнить условия точной синхронизации. С другой стороны, нельзя отрицать возможности внесения погрешностей в процессе синхронизации контрольными приборами, поэтому представляет интерес установления границ допустимых отклонений от условий точной синхронизации, при которых не возникают перенапряжения в цепи возбуждения. Как показывает практика постановки генераторов на параллельную работу, одной из самых трудных и длительных операций является установление равенства начальных фаз напряжений подключаемого генератора и сети. Невыполнение условий точной синхронизации по начальному углу рассогласования  приводит к появлению в обмотке статора уравнительного тока, зависящего от этого угла. Созданный уравнительным током поток статора имеет апериодическую составляющую, которая при вращении ротора индуктирует в его контурах ЭДС основной частоты. В результате в обмотках возбуждения и демпферной возникают переменные токи. Переменная составляющая вызывает пульсацию полного тока, который при определенных условиях может стать отрицательным.