Для включения синхронного генератора на параллельную работу необходимо выполнить следующие условия:

1. Напряжение подключаемой машины должно быть равно напряжению сети или работающей машины.
2. Частота подключаемого генератора должна быть равна частоте сети.
3. Напряжения всех фаз подключаемой машины должны быть противоположны по фазе напряжениям соответствующих фаз сети или работающей машины.
4. Для подключения на параллельную работу трехфазного синхронного генератора необходимо также обеспечить одинаковое чередование фаз подключаемой машины и сети.

Подготовку к включению на параллельную работу синхронного генератора ведут следующим образом. Приводят во вращение первичный двигатель и регулируют его скорость вращения так, чтобы она была примерно равна номинальной. Затем возбуждают генератор и, следя за показаниями вольтметра, под-

ключенного к зажимам статора, регулируют напряжение машины при помощи реостата в цепи возбуждения до тех пор, пока оно не станет равным напряжению сети. Воздействуя на регулятор первичного двигателя и наблюдая за показаниями частотомера, устанавливают более точно скорость машины так, чтобы частота генератора была равна частоте сети. Тем самым первое и второе условия для включения на параллельную работу будут выполнены.

Для выполнения третьего условия, а также для установления полного равенства частот служат фазные лампы. Фазные лампы для машин однофазного тока включаются по двум схемам: на потухание (фиг. 255, а) и на горение (фиг. 255, б). При совпадении фаз сети и машины лампы, включенные по схеме а, погаснут, а по схеме б будут гореть полным накалом. В этот момент и нужно включить рубильник генератора.

Для машин трехфазного тока фазные лампы включаются также по двум схемам: на потухание (фиг. 256, а) и на вращение света (фиг. 256, б). Лампы, включенные по схеме а, при одинаковом чередовании фаз сети и машины будут сначала быстро и одновременно мигать, затем мигание их становится все реже и реже и, когда лампы медленно погаснут, нужно включить рубильник генератора.

Для более точного определения момента включения рубильника часто ставят так называемый нулевой вольтметр, имеющий двустороннюю шкалу.

При одинаковом чередовании фаз сети и машины лампы, включенные по схеме б, будут мигать поочередно, и если их расположить по кругу, то получится впечатление вращающегося света. Скорость вращения света зависит от разности частот. Генератор нужно включить в момент, когда лампы, включенные накрест, загорятся полным накалом, а третья лампа погаснет. Иначе говоря, рубильник удобнее включить в момент, когда меняется направление вращения света.

При неодинаковом порядке чередования фаз лампы, включенные по схеме а, дадут вращение света, а по схеме б будут одновременно загораться и потухать. Для изменения порядка чередования фаз машины два любых ее провода, подходящие к рубильнику, нужно поменять местами.

Включение фазных ламп высоковольтных генераторов осуществляется через измерительные трансформаторы напряжения (гл. четырнадцатая, 171).

Таким образом, с помощью фазных ламп мы можем определить противоположность фаз, установить равенство частот и порядок чередования фаз сети и подключаемой машины. Чередование фаз машины можно также определить, пользуясь особым прибором - фазоуказателем, представляющим собой небольшой асинхронный двигатель-Направление вращения диска фазоуказателя показывает порядок чередования фаз.

Когда синхронный генератор работает параллельно с сетью, скорость вращения его остается постоянной, равной синхронной.

Процесс подготовки генератора для включения его на параллельную работу называется синхронизацией.

В последние годы получил распространение метод включения синхронных генераторов на параллельную работу, называемый самосинхронизацией. Сущность этого метода заключается в следующем. Первичным двигателем разворачивают генератор и устанавливают приблизительно синхронную скорость. Замыкают обмотку возбуждения на дополнительное

сопротивление, равное 3-5-кратному значению ее сопро тивления. Включают рубильник, соединяющий генератор с сетью. Переключают обмотку возбуждения с дополнительного сопротивления к питающему ее источнику постоянного напряжения. После этого генератор сам входит в синхронизм.

Проделаем следующий опыт. В цепь статора синхронного генератора включим амперметр, ваттметр и фазометр. В цепь возбуждения генератора включим амперметр. Включим гене-

Ратор на параллельную работу и дадим ему некоторую активную нагрузку. Увеличивая ток возбуждения при помощи реостата в цепи возбуждения, будем наблюдать показания приборов. Оказывается, что активная мощность, отдаваемая генератором в сеть, остается практически постоянной и во время опыта ваттметр будет давать неизменные показания. При неизменной активной нагрузке ток в цепи статора при некотором значении тока возбуждения получается минимальным. Это соответствует чисто активному току нагрузки генератора ( =1). Если к генератору подключить различные активные нагрузки, то каждому значению активной нагрузки будет соответствовать определенный ток возбуждения, при котором =1. При увеличении тока возбуждения сверх этого значения возникает отстающий реактивный ток. Фазометр будет показывать уменьшение и генератор будет отдавать в сеть отстающую реактивную мощность. Наоборот, если уменьшать ток возбуждения и сделать его меньшим указанного значения, то появится опережающий реактивный ток. Фазометр снова покажет уменьшение , и генератор будет для создания своего вращающегося поля потреблять из сети отстающую реактивную мощность.

Зависимость тока статора (якоря) синхронного генератора от тока возбуждения при постоянной активной мощности называется U-образной характеристикой машины, получившей свое название за внешний вид кривой, напоминающей букву U. На фиг. 257 показана U-образная характеристика синхронного генератора.

Включение синхронных генераторов на параллельную работу

Включение синхронных машин в сеть на параллельную работу производят - способом точной синхронизации и способом грубой синхронизации, который для генераторов обычно называют способом самосинхронизации. Иногда для синхронных машин применяют также частотный пуск, а для генераторов и несинхронное включение

Способ точной синхронизации . Этот способ используют при включении в сеть синхронных генераторов. Он состоит в том, что генератор сначала разворачивают турбиной до частоты вращения, близкой к синхронной, а затем возбуждают и при определенных условиях включают в сеть. Условиями, необходимыми для включения машины, являются:

1) равенство напряжений включаемого генератора и работающего генератора или сети;

2) совпадение фаз этих напряжений;

3) равенство частот включаемого генератора и работающего генератора или сети.

Первое условие обеспечивается путем регулирования тока возбуждения машины, а для выполнения второго и третьего условий необходимо изменение вращающего момента на ее валу, что достигается изме­нением количества пара или воды, пропускаемых через турбину.

Выполнение условий точной синхронизации может быть осуществлено вручную или автоматически. При ручной синхронизации все операции по регулированию возбуждения и подгонке частоты выполняет дежурный персонал, а при автоматической синхронизации - автоматические устройства. Применяется также ручная синхронизация с автоматическим контролем синхронизма, который запрещает включение выключателя синхронизируемой машины при несоблюдении условий синхронизации. При точной ручной синхронизации напряжения и частоты контролируют по установленным на щите управления двум вольтметрам и двум частотомерам, а сдвиг по фазе напряжений - по синхроноскопу; последний позволяет не только уловить момент совпадения фаз напряжений, но также определить, вращается ли включаемый генератор быстрее или медленнее, чем работающие. Указанные приборы объединяют в так называемую «колонку синхронизации». Вольтметр и частотомер, относящиеся к синхронизируемому генератору, подключают к его трансформатору напряжения, а вольтметр и частотомер, относящиеся к работающим генераторам (или сети), обычно подключают к трансформатору напряжения сборных шин станции. Синхроноскоп подключают одновременно к обоим трансформаторам напряжения.

При соблюдении всех вышеуказанных условий разность напряжений генератора и сети равна нулю, поэтому уравнительного тока между включенным и другими генераторами не возникает. Точной ручной синхронизации свойственны следующие недостатки:

1) сложность процесса включения из-за необходимости подгонки напряжения по модулю и фазе, а также частоты гене­ратора;

2) большая длительность включения - от нескольких минут в нормальном режиме до нескольких десятков минут при авариях в системе, сопровождающихся изменением частоты и напряжения, когда особенно важно обеспечить быстрое включение генератора в сеть;

3) возможность механических повреждений генератора и первичного двигателя при включении агрегата с большим углом опережения.

Способ самосинхронизации . Он исключает необходимость точной подгонки частоты и фазы напряжения включаемой синхронной машины. Последнюю разворачивают до частоты вращения, незначительно отличающейся от синхронной (с точностью до нескольких процентов), и невозбуждённой включают в сеть. При этом обмотку возбуждения замыкают на разрядный резистор, используемый при гашении поля, либо на специально предусмотренный для этой цели резистор, либо на якорь возбудителя, чтобы избежать появления в обмотке возбуждения напряжений, опасных для ее изоляции. После включения генератора в сеть подаётся импульс на включение АГП и машина возбуждается.

В момент включения невозбуждённой синхронной машины в сеть имеет место бросок тока статора и снижение напряжения в сети. Однако ток и соответствующая электродинамическая сила (она пропорциональна квадрату тока) меньше, чем при КЗ на выводах генератора. Это объясняется тем, что ток статора в момент включения определяется только напряжением сети U c (так как генератор не возбуждён и его ЭДС равна нулю), которое меньше ЭДС нормального режима, и суммарными сопротивлениями Х" dΣ и X qΣ “ , кторые больше соответствующих сопротивлений генератора X" d и X" q за счет сопротивлений сети. Кроме того, при самосинхронизации затухание свободных периодических составляющих тока происходит быстрее, чем при КЗ, так как в первом случае ротор замкнут на разрядный резистор. Поэтому даже ошибочное включение машины в сеть с большим скольжением, когда продолжительность действия повышенных токов достаточно велика, не представляет опасности.

Испытания показали, что обмотка статора в механическом отношении не реагирует на первый пик тока включения; деформация достигает наибольшего значения только спустя несколько периодов после включения. Учитывая также быстрое затухание свободной сверхпереходной составляющей тока статора, можно при оценке допустимости самосинхронизации начальное значение периодической составляющей тока I п0 и напряжение U на выводах генератора определять по переходному сопротивлению:

.

Электродинамические силы, воздействующие при самосинхронизации на обмотку статора неявнополюсных машин, больше, чем явнополюсных, так как неявнополюсные машины имеют относительно большие полюсные деле ния, большие вылеты лобовых соединений обмотки статора и меньшие индуктивные сопротивления (определяющие начальное значение тока включения), чем явнополюсные машины.

Магнитный поток, создаваемый током статора, наводит в роторе ток, вследствие чего в машине возникает соответствующий магнитный поток ротора. Взаимодействие указанных магнитных потоков приводит к создан электромагнитного вращающего момента. Наибольшую опасность для машины представляет знакопеременный вращащий момент, возникающий в первые периоды времени после включения возбужденной машины в сеть. Наибольшее значение этого момента равно:

,

т. е. оно тем меньше, чем больше противление сети Х с и чем меньше разница между Х ” dΣ и Х ” qΣ . Поэтому турбогенераторы с массивным ротором и явнополюсные машины с демпферными обмотками по обеим осям на роторе подвергаются меньшему воздействию знакопеременных моментов вращения, чем явнополюсные машины без демпферных обмоток. В общем случае Х с ≠0, поэтому в момент включения невозбуждённой синхронной машины в сеть она подвергается меньшему воздействию вращающих моментов, чем при трёхфазном КЗ, в то время как в случае ошибочного включения возбужденной машины в сеть вращающие моменты могут в несколько раз превышать моменты при трёхфазном КЗ.

Моменты, возникающие в машине при самосинхронизации, с одной стороны воспринимаются конструктивными элементами, которые крепят активную сталь к корпусу и корпус статора к фундаменту, а с другой - передаются на вал первичного двигателя. Момент, воспринимаемый первичным двигателем, приближенно равен отношению его момента инерции к моменту инерции всего агрегата. Это отношение у гидрогенераторов меньше, чем у турбогенераторов, и составляет 0,05 - 0,1.

В установившемся асинхронном режиме при постоянном скольжении машины момент состоит из знакопеременных составляющих, изменяющихся с двойной частотой скольжения, и постоянных составляющих. Знакопеременные составляющие момента оказывают влияние на вхождение машины в синхронизм только при малых скольжениях (s≤1,0 %), а при больших скольжениях работа, обусловленная этими составляющими, практически равна нулю. При синхронной частоте вращения (s=0) эти составляющие превращаются в реактивную составляющую вращающего момента, обусловленную явнополюсностью машины (X dΣ ≠X qΣ ):

,

где δ 0 - фаза включения.

Постоянная составляющая момента определяет средний асинхронный вращающий момент

который оказывает основное влияние на процесс вхождения генератора в синхронизм; при синхронной частоте вращения этот момент становится равным нулю. Чем больше средний асинхронный вращающий момент, тем легче машина, включаемая в сеть с некоторым скольжением, приближается к синхронной частоте вращения. Далее за счет реактивного момента и синхронного момента, обусловленного возбуждением,

,

где δ - угол между векторами E q и U с , машина втягивается в синхронизм.

Наибольший асинхронный момент воздействует на турбогенераторы, имеющие массивный ротор, а наименьший - на гидрогенераторы без демпферных обмоток. Турбогенераторы даже при включении с большими скольжениями (15 - 20%) входят в синхронизм за 2 - 3 с.

Преимуществами метода самосинхронизации являются:

значительное упрощение операции включения, которое позволяет применить несложную систему автоматизации процесса;

быстрое включение машины в сеть, что особенно важно при аварии в системе;

возможность включения машин во время глубоких снижений напряжения и частоты сети, имеющих место при авариях в системе; отсутствие опасности повреждения машины.

Понижение напряжения, возникающее при включении невозбуждённой машины в сеть, может быть значительным, если мощность включаемой машины соизмерима с мощностью системы или превосходит ее. Тем не менее, этот факт не может служить препятствием для включения машин методом само синхронизации, так как напряжение быстро восстанавливается (примерно через 1-2 с).

В настоящее время для машин мощностью до 3000 кВт включительно самосинхронизация является основным способом включения на параллельную работу. Возможность использования этого способа для включения машин мощ­ностью более 3000 кВт ограничена допускаемым значением электродинамических сил в обмотке статора.

Включение машин с косвенным охлаждением методом самосинхронизации рекомендуется в тех случаях, когда переходная составляющая тока статора в момент включения не превосходит 3,5-кратного значения номинального тока статора. Этому условию удовлетворяют практически все гидрогенераторы и турбогенераторы с косвенным охлаждением, работающие по схеме блока с повышающими трансформаторами.

Включение методом самосинхронизации генераторов с непосредственным охлаждением обмоток допускается только в аварийных условиях. При работе нескольких генераторов на шины генераторного напряжения способ самосинхронизации не всегда применим; он допускается только в тех случаях, когда выполняется требование: I п0 ≤ 3,5I ном .

В аварийных случаях методом самосинхронизации допускается включать все машины независимо от кратности тока включения и способа их охлаждения.

ГЛАВА 15

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С СЕТЬЮ

15.1. Особенности параллельной работы синхронных генераторов

В настоящее время электроэнергетические системы состоят из параллельно работающих электрических станций, соединенных линиями электропередачи, что повышает надежность электроснаб­ жения потребителей по сравнению с автономным электроснаб жением. Кроме того, при этом уменьшается установленная мощ ность электрических станций при неизменной мощности нагрузки и увеличивается экономичность за счет возможности включения (отключения) отдельных генераторов и целых электростанций в случае изменения нагрузки в системе и т. д.

При параллельной работе с общей электрической сетью мощ ности отдельных синхронных генераторов по сравнению с общей мощностью энергосистемы незначительны. Поэтому при любых изменениях режима работы отдельного генератора, включенного в энергосистему, ее напряжение и частота f с остаются практич ески неизменными и поддерживаются всеми остальными генер аторами.

В дальнейшем при рассмотрении параллельной работы син хронного генератора с сетью будем исходить из условия, что = const , f с = const .

15.2. Способы включения синхронного генератора на

параллельную работу с сетью

Процесс включения синхронного генератора на параллельную ра боту с сетью называется синхронизацией. При этом различают точную синхронизацию и самосинхронизацию (или грубую синхрон изацию). При включении генератора в сеть не должны возникать большие толчки тока, так как они вызывают большие моменты, действующие как на ротор, так и на статор, и значительные электродинамические силы, которые могут привести к повреждению обмоток.

Принципиальная схема синхронизации трехфазных генераторовприведена на рис. 15.1, а соответствующая ей расчетная электрическая схема для одной фазы - на рис. 15.2.

Рис. 15.2. Электрическая схема для расчета тока I c (одной фазы)

При замыкании рубильника (Р) в схеме на рис. 15.1 ток синхронизации I с (см. рис. 15.2) определяется по формуле

font-size:11.5pt">(15.1)

где Ė Г ,Ė с https://pandia.ru/text/79/295/images/image006_85.gif" width="35" height="31 src="> - ЭДС (на­ пряжения) генератора и сети со­ ответственно; Z а - полное со­ противление обмотки якоря ге­ нератора.

Чтобы ток İ с был равен нулю (в контуре Е Г - Е с на рис. 15.2), необходимо выполнение следу­ ющих условий:

1. ЭДС генератора Ė Г и сети Ė с должны быть равны по зна­ чению и находиться в противо фазе.

2. Частота генератора f Г и ча­ стота сети fc должны быть рав­ ны, иначе после синхрониза­ции синхронный генератор бу­ дет работать в режиме асинх­ ронного двигателя (при f Г < f с ) или асинхронного генератора (при f Г > f с ).

3. Порядок чередования фаз генератора и сети должен быть одинаковым, иначе после син хронизации ротор генератора будет вращаться с синхронной ско­ ростью против направления вращения магнитного поля, т. е. бу­ дет работать в режиме электромагнитного тормоза со скольжением s = 2 .

Перечисленные условия являются условиями точной синхро низации.

Выполнение условий синхронизации проверяется следующим образом (см. рис. 15.1). При отключенном рубильнике (Р) син­ хронный генератор (СГ) ра­ботает в режиме холостого хода, при этом между контак­ тами рубильника действует ЭДС ΔĖ = ĖГ -Ėс = Ė 10- Ėс . Регули­ рованием тока возбуждения генератора тока возбуждения генератора добиваются равенства ЭДС Е г и Е с , контролируя их значения с помощью вольтметров V г и V c .

Если бы частота вращения генератора была постоянной и рав­ной номинальной, то частота индуктируемой ЭДС равнялась бы частоте напряжения сети и векторы Ė 10 и Ė c вращались с оди­наковой угловой частотой, а ΔĖ была бы постоянной.

В действительности получить строго постоянную частоту вра­щения генератора не удается и частоты ЭДС сети и генератора несколько отличаются. Поэтому векторы Ė 10 и Ė c перемещаются относительно друг друга с угловой частотой ω=2π(f г – f c ).

Вследствие этого ΔЕ изменяется от нуля до значения, равного сумме Ė 10 + Ė c и соответственно этому изменяется напряжение в трех лампах, которые одновременно то загораются, то гаснут. Наи­более благоприятным для включениия генератора в сеть является момент, когда ΔЕ= 0, что соответствует выполнению первого ус­ловия точной синхронизации. Однако лампы накаливания гаснут при напряжениях, равных 30...60% от номинальных значений. Поэтому, для того чтобы более точно определить момент выпол­нения первого условия синхронизации, параллельно одной из них включают так называемый нулевой вольтметр V 0 . В момент выполнения первого условия показания этого вольтметра равны нулю и лампы не горят. Если в этот момент замкнуть рубильник Р, ток в подключенном к сети генераторе будет равен нулю. Включение ламп по схеме, приведенной на рис. 15.1, называется включением на потухание света.

Возможна другая схема соединения трех ламп: одна из них подключается к одноименным фазам генератора и сети, а две другие - к разноименным фазам. При такой схеме включения, называемой включением на вращение света, лампы будут попеременно загораться и гаснуть. Вместе эти три лампы образуют ламповый синхроноскоп.

В настоящее время вместо ламповых применяются более сложные синхроноскопы, позволяющие полностью автоматизировать процесс синхронизации.

Частоту генератора в процессе синхронизации регулируют из­менением скорости вращения его первичного (приводного) двигателя. Если частоты генератора и сети совпадают, то лампы син-хроноскопа не мигают, поскольку ΔĖ = const . Таким образом, с помощью лампового синхроноскопа проверяют выполнение второго условия точной синхронизации.

С помощью лампового синхроноскопа проверяют и третье условие точной синхронизации - одинаковость порядка чередования фаз сети и генератора. Если при схеме включения ламп, приведенной на рис. 15.1, будет наблюдаться вращение, а не потуха­ние света, то это будет означать, что сеть и генератор имеют разный порядок чередования фаз, который в этом случае необходимо из­менить, что достигается путем переключения двух фаз либо сети, либо генератора.

Для применения метода точной синхронизации требуется до­вольно много времени (до 10 мин). В ряде случаев при резком увеличении нагрузки в электрической системе этого времени в распоряжении персонала электрической станции может не ока­заться. Тогда для ускорения включения генератора в сеть приме­няют способ самосинхронизации, при котором требуется выпол­нить лишь последние два условия точной синхронизации:

одинаковый порядок чередования фаз генератора и сети;

примерно равные частоты генератора и сети (f г ≈ f с ).

Соблюдение условия чередования фаз обычно проверяется при монтаже генератора, а следовательно, выполняется на электри­ческой станции автоматически. Время разгона генератора, опре­деляемое постоянной инерции блока приводной двигатель - ге­нератор, достаточно мало. Поскольку равенство частот должно со­блюдаться приближенно, то возможны два варианта включения на параллельную работу сети и генератора: f г < f с и f г > f с . В первом случае после включения синхронный генератор начинает рабо­тать параллельно с сетью в режиме асинхронного двигателя, а во втором - в режиме асинхронного генератора.

Как уже указывалось, самосинхронизация применяется при внезапном увеличении нагрузки в системе для быстрой компен­сации дефицита активной мощности в электрической системе. Следовательно, при работе в режиме асинхронного двигателя этот дефицит будет возрастать, так как двигатель будет дополнительно потреблять активную мощность. Значит, желательно осуществлять включение синхронного генератора на параллельную работу при f г < f с.

При самосинхронизации генератор включают в сеть невозбуж­денным (Е г=0), поэтому включение сопровождается скачком тока, установившееся значение которого

I c = Е с / z a = U c /z a . (15.2)

Скачок тока якоря приводит к броску потока якоря и ЭДС, наводимой в обмотке возбуждения. Чтобы избежать возникнове­ния перенапряжений и возможного в связи с этим электрическо­го пробоя, обмотку возбуждения на период включения генерато­ра замыкают на балластное активное сопротивление r б = (4...6) r в , где r в - активное сопротивление обмотки возбуждения. Часто в качестве балластного используют дугогасительное сопротивление. После установления тока якоря обмотку возбуждения переключа­ют с активного сопротивления на источник постоянного тока и плавно увеличивают ток возбуждения. Таким образом генератор втягивается в синхронизм и работает параллельно с сетью. Далее путем увеличения мощности приводного двигателя увеличивают активную мощность генератора до требуемого значения.

15.3. Регулирование активной мощности . Угловые характеристики активной мощности

Активную мощность генератора, работающего параллельно с сетью, при принятых допущениях ( = const , f с = const ) можно регулировать посредством изменения вращающего момента на его валу. Изменение вращающего момента достигается воздействием на двигатель, приводящий генератор во вращение. Активная мощ­ ность, отдаваемая генератором в сеть,

Параллельная работа генераторов ДЭС обеспечивает повышение надежности электроснабжения потребителей и экономичности эксплуатации ДЭС, а также уменьшает отклонения частоты и напряжения при колебаниях нагрузки. Поэтому для большинства генераторов ДЭС предусмотрен режим параллельной работы как с внешней электросистемой, так и с другими ДЭС.
Параллельная работа генераторов требует выполнения специальных условий, необходимых для безаварийного включения генераторов ДЭС на параллельную работу, и устойчивой, надежной работы нескольких ДЭС в условиях эксплуатации.

Синхронизация генераторов при включении на параллельную работу.

Имеются два способа синхронизации генераторов: точная синхронизация и самосинхронизация.
При включении генератора способом точной синхронизации ток синхронизации в момент включения генератора на параллельную работу с сетью (или другим генератором) должен быть минимальным. Для выполнения этого условия необходимо фазоуказателем провести фазировку генератора с сетью, обеспечить равенство действующих значений напряжения генератора и сети (по вольтметру), добиться равенства частот генератора и сети (по частотомеру) и произвести включение генератора в момент совпадения векторов фазных напряжений генератора и сети (с помощью синхронизирующих ламп).

Рис. 1. Принципиальная схема дизель-генератора АСДА-100 с полупроводниковыми блоками автоматики.

Для автоматического включения генератора способом точной синхронизации в агрегатах АСДА-100 (см. рис. 1) использован блок синхронизатора. После пуска и вывода электроагрегата на подсинхронную частоту вращения блок контроля напряжения и частоты вращения выдает сигнал на возбуждение синхронного генератора.
Схема блока синхронизатора производит автоматическую подгонку напряжения и контроль разности напряжений, подгонку частоты и контроль разности частот генератора, включаемого на параллельную работу, и сети, а после выполнения заданных условий синхронизации дает сигнал на включение генератора на параллельную работу с сетью.
При включении способом самосинхронизации невозбужденный генератор (выключатель гашения поля АГП включен) раскручивается дизелем до номинальной частоты вращения (с отклонением ±2%) и включается в сеть автоматическим выключателем генератора. Затем подается возбуждение (АГП отключен) и генератор втягивается в синхронизм.
В этом случае до подключения генератора в сеть на его обмотках имеется лишь небольшое остаточное напряжение. Поэтому бросок тока, возникающий в статоре в момент синхронизации, будет незначителен. После подачи возбуждения на генератор по мере нарастания магнитного потока ротора появляется синхронный момент, под воздействием которого генератор входит в синхронизм.
Этот способ прост, быстр, исключает возможность ошибочного включения генератора и обеспечивает автоматизацию процесса синхронизации. Поэтому он нашел широкое применение на ДЭС. Существует множество ручных, полуавтоматических и автоматических схем и устройств самосинхронизации. На рис. 2 приведена широко распространенная полуавтоматическая схема с реле разности частот ИРЧ.

Рис. 2. Принципиальная схема дизель-генератора АСДА-100 с устройством КУ-67М. б - схема автоматики ДЭС.

На ДЭС серии АС применена схема автоматической самосинхронизации с использованием реле времени синхронизации РВС.
Мощность генераторов ДЭС, включаемых на параллельную работу способом самосинхронизации, не играет существенной роли. На ДЭС разрешается подключать на параллельную работу этим способом даже генератор, мощность которого превышает мощность всех уже работающих параллельно генераторов других ДЭС. Кратковременное снижение напряжения при включении быстро восстанавливается и не нарушает работу потребителей. Включать генератор рекомендуется при частоте вращения несколько большей синхронной (1%), чтобы генератор сразу же принял активную нагрузку. Подача возбуждения должна осуществляться без задержки вслед за подключением генератора к шинам, так как в противном случае генератор может не втянуться в синхронизм.
Рекомендуется включать генератор при скольжении 1-2 Гц, так как при этом сокращается время втягивания генератора в синхронизм. Шунтовой реостат в цепи возбуждения возбудителя (сопротивление уставки напряжения) необходимо устанавливать в положение, обеспечивающее надежное самовозбуждение и подъем напряжения на генераторе до нормального при его холостом ходе.
Для включения способом самосинхронизации вручную или полуавтоматически нужно, чтобы генератор перед включением работал без возбуждения (АГП отключен). Реостат в цепи возбуждения или сопротивление уставки напряжения должны обеспечивать подъем напряжения на генераторе при холостом ходе до номинального.
Агрегат разворачивают, плавно подводя к синхронной частоте вращения (ускорение 0,5-1,0 Гц/с).
Генератор подключают к шинам при погашенном поле генератора (показания вольтметров статора и возбудителя равны нулю) и разности частот по частотомеру 1-2 Гц.
Затем генератор возбуждают (включают АГП) и поднимают напряжение на нем (автоматически и вручную). После этого генератор втягивается в синхронизм и набирает нагрузку.

Выпадение генератора из синхронизма при параллельной работе.

Резкое изменение и нарушение режимов работы электрической сети и генераторов, а также нарушение условий синхронизации могут вызвать выпадение из синхронизма отдельных генераторов ДЭС. О выпадении из синхронизма генераторов можно судить по показаниям приборов: амперметры в цепи статора показывают значительные толчки тока (стрелки резко колеблются до упора), вольтметры - сильно колеблющееся пониженное напряжение, показания ваттметра меняются от начала шкалы до ее конца.
Определить выпадение из синхронизма можно и по пульсирующему в такт с качанием приборов гулу генератора. При выпадении генератора из синхронизма необходимо попытаться восстановить его синхронную работу, максимально увеличивая возбуждение и уменьшая активную нагрузку, а при невозможности восстановления синхронной работы следует отключить генератор от сети.

Распределение активной мощности ДЭС, работающей параллельно с другими ДЭС или промышленной сетью.

После включения генератора на параллельную работу с сетью осуществляют прием нагрузки на включенный генератор с помощью увеличения подачи топлива у первичного двигателя включаемого генератора.
Для устойчивой и надежной параллельной работы генераторов необходимо, чтобы активная мощность, отдаваемая работающими генераторами, распределялась между ними пропорционально их номинальным мощностям, так как в противном случае один из параллельно работающих генераторов окажется недогруженным, а другие перегруженными, что вызовет выход последних из строя или выпадение из синхронизма.
Пропорциональное распределение активной мощности между генераторами производится только в том случае, если приводные двигатели имеют одинаковый наклон характеристик, выражающих зависимость частоты вращения дизеля п от активной мощности Р на валу, т. е. одинаковый статизм.
При неодинаковом статизме привода и одинаковой частоте вращения параллельно работающих генераторов распределение активной мощности между ними не будет пропорционально их номинальным мощностям, как показано на рис. 3. Чтобы этого не происходило, статизм двигателя заранее регулируют настройкой регулятора подачи топлива.

Рис. 3. Распределение активной мощности между параллельно работающими генераторами 1 к 2 при неравенстве статизма их двигателей. n - частота вращения генератора; Р - активная мощность генератора.

Обычно дизельные двигатели имеют статизм 3%, что позволяет обеспечить неравномерность распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами не более 10% мощности меньшего генератора.
Для перераспределения активной мощности между параллельно работающими ДЭС необходимо изменить подачу топлива в дизель, например увеличить подачу топлива в дизель генератора, на который переводят активную мощность, и уменьшить подачу топлива в дизель генератора, с которого снимают активную мощность.

Распределение реактивной мощности между параллельно работающими генераторами и сетью.

При эксплуатации возможны следующие случаи параллельной работы генератора: с другими генераторами, имеющими принципиально отличную систему возбуждения (например машинную или статическую); с другими такими же генераторами или генераторами, имеющими аналогичную по принципу действия и схеме систему возбуждения; с промышленной сетью.
В первом случае для пропорционального распределения реактивной мощности между генераторами необходимо, чтобы напряжение каждого из генераторов при автономной работе несколько уменьшалось с увеличением реактивной нагрузки, а статизм по реактивной мощности генераторов был одинаков.
Статизмом по реактивной мощности называют относительное изменение напряжения генератора при увеличении его реактивной мощности. При неодинаковом статизме по реактивной мощности и одинаковом напряжении параллельно работающих генераторов распределение реактивной мощности между ними будет происходить непропорционально их номинальным мощностям (рис. 4).

Рис. 4. Распределение реактивной мощности между параллельно работающими генераторами 1 к 2, имеющими неодинаковый статизм по реактивной мощности. U - напряжение генератора; Q - реактивная мощность генератора.
Для удовлетворительной параллельной работы генераторы должны иметь статизм по реактивной мощности 3-4%. Системы возбуждения многих генераторов не обеспечивают необходимого статизма по реактивной мощности и поэтому имеют специальное устройство параллельной работы, работа которого рассмотрена ниже.
Во втором случае пропорциональное распределение реактивных мощностей между параллельно работающими генераторами может быть достигнуто двумя путями: обеспечением одинакового их статизма по реактивной мощности, т. е. аналогично случаю параллельной работы разнотипных генераторов, или с помощью уравнительной связи обмоток возбуждения, что обеспечит самобаланс системы по реактивной мощности.
При параллельной работе со статизмом по реактивной мощности в результате увеличения реактивной нагрузки от 0 до 100% номинальной уменьшение напряжения на зажимах параллельно работающих генераторов достигает 4% начального значения, что не всегда приемлемо.
При параллельной работе с уравнительными соединениями без статизма по реактивной мощности точность поддержания напряжения на зажимах параллельно работающих генераторов будет такой же, как и при их автономной работе.
Для обеспечения удовлетворительной параллельной работы генераторы тоже должны иметь устройства параллельной работы.
Если генератор, работающий параллельно с промышленной сетью, необходимо нагрузить реактивной мощностью, то нужно увеличить его ток возбуждения. Изменение тока возбуждения генератора, работающего параллельно с сетью, достигается изменением сопротивления уставки напряжения. Устойчивая параллельная работа генератора с сетью возможна лишь при наличии статизма по реактивной мощности.
Статическая система возбуждения обеспечивает увеличение тока возбуждения генератора с ростом его нагрузки. При параллельной работе напряжения генератора и сети равны, поэтому при отсутствии статизма по реактивной мощности с увеличением последней будет увеличиваться ток возбуждения генератора. Увеличение тока возбуждения генератора, работающего параллельно с сетью, приведет в свою очередь к дальнейшему росту его активной мощности. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока генератор не выйдет из строя вследствие недопустимой перегрузки.
При наличии статизма большей реактивной мощности соответствует меньшее напряжение генератора, но напряжение определено сетью и снизить его нельзя, поэтому увеличение реактивной мощности генератора при неизменном напряжении сети невозможно.

Устройство параллельной работы УПР (рис. 5) обеспечивает возможность параллельной работы со статизмом и без него с помощью уравнительных соединений, а при автономной работе генератора не оказывает влияния на его работу.
Устройство параллельной работы состоит из измерительного трансформатора тока ТТ, трансформатора параллельной работы ТПР, резисторов параллельной работы R16 и RI7, переключателя ПВ.

Рис. 5. Схема УПР. I - от генератора; II - к нагрузке; III - уравнительные соединения; IV - к измерительному трансформатору корректора; положения переключателя ПВ: 1 - без статизма; 2 - со статизмом.

Трансформатор ТПР имеет две обмотки: первичную Wi, которая включена последовательно в цепь измерительного трансформатора корректора напряжения, и вторичную ш2 с отводом от середины. Обе половины вторичной обмотки трансформатора ТПР и резисторы параллельной работы R16 и R17 составляют мост, источником питания которого служит вторичная обмотка трансформатора ТТ. Сопротивления резисторов R16 и R17 одинаковы и напряжения на них также одинаковы, а сумма напряжений, подведенная ко вторичной обмотке трансформатора, равна нулю, так как токи в резисторах направлены навстречу. Естественно, что при этом напряжение первичной обмотки трансформатора ТПР также равно нулю, и, следовательно, устройство УПР при автономной работе генератора (77В отключен) не оказывает никакого влияния на его работу. Для получения статизма по реактивной мощности включают переключатель ПВ, который закорачивает часть резистора R17 и баланс напряжений нарушается. При этом на обмотках трансформатора ТПР появляется напряжение, пропорциональное току трансформатора ТТ (т. е. току генератора) и совпадающее с ним по фазе. Так как первичная обмотка трансформатора ТПР включена последовательно с входными зажимами корректора напряжения, последний будет теперь поддерживать постоянную сумму напряжений генератора и трансформатора параллельной работы ТПР. При изменении тока нагрузки генератора и, следовательно, напряжения на трансформаторе ТПР будет меняться напряжение генератора. Фазовые отношения в схеме подключения трансформатора ТТ и входа корректора таковы, что напряжение генератора меняется практически только при изменении реактивной составляющей тока, причем так, что с ее увеличением снижается напряжение генератора, что исключает возможность перегрузки генератора при параллельной работе и обеспечивает равномерное распределение реактивных мощностей.
При параллельной работе генераторов без статизма с уравнительными соединениями (рис. 6) переключатели ПВ1 и ПВ2 устройств параллельной работы обоих генераторов отключены, а резисторы R17 соединяются параллельно через контакты БК автоматических выключателей генераторов АГ. При одинаковых нагрузках генераторов одинаковыми станут напряжения на резисторах R17 и R16, а уравнительные соединения не будут влиять на их работу.


Рис. 6. Схема параллельной работы двух генераторов с уравнительными соединениями (без статизма).
1 - от генератора 1; II - от генератора 2; III - к нагрузке; IV - к трансформаторам измерительных корректоров.

При неравномерном распределении нагрузок генераторов должны быть различными напряжения на резисторах R17, но благодаря уравнительным соединениям между УПР появляются уравнительные токи, воздействующие на корректоры генераторов так, что у перегруженного по реактивной мощности генератора ток возбуждения уменьшается, а у недогруженных генераторов увеличивается. Эта система как бы самобалансируется по реактивной мощности. С изменением общей нагрузки напряжения не меняются (нет статизма), т. е. обеспечивается более высокая точность поддержания напряжения, чем при работе без уравнительных соединений.
Имеются и другие типы автоматических устройств распределения реактивных мощностей. На рис. 7 изображена схема устройства параллельной работы, осуществляющего автоматические распределения реактивных мощностей с помощью регуляторов напряжения УРН. Устройство состоит из трансформатора тока ТТ, трехсекционного резистора R1, переключателя ПКЗ.

Рис. 7. Принципиальная схема БРН генератора с угольным регулятором УРН.
Г - генератор; ОВГ - обмотка возбуждения генератора; ОВВ - обмотка возбуждения возбудителя; В - побудитель.

Первая секция резистора R1 включена в цепь трансформатора Тр2 и регулирует пределы уставки напряжения при настройке схемы. Сопротивления второй и третьей секций резистора R1 равны. При параллельной работе генераторов переключателем ПКЗ шунтируется третья секция резистора R1, при автономной работе шунтируется вторая секция R1 и включается третья секция R1, т. е. сопротивление резистора R1 во всех режимах не меняется, благодаря чему достигается неизменность уровня регулирования напряжения при этих режимах.
При параллельной работе генераторов трансформатор ТТ вызывает нa второй секции U1 некоторой падение напряжений, которое меняется пропорционально изменению тока в первичной обмотке цепи ТТ. Геометрическая сумма двух напряжений (вторичных обмоток Тр2 и ТТ) подается на селеновый выпрямитель ВС1, а затем на обмотку УРН. Изменение тока нагрузки генератора, т. е. тока, проходящего в первичной обмотке трансформатора ТТ, вызывает изменение возбуждения генератора.
Трансформатор ТТ включен в фазу С генератора, которая не связана с трансформатором Тр2 (включен на фазы А и В), поэтому векторы напряжения вторичных обмоток этих трансформаторов будут сдвинуты относительно друг друга так, что наибольшее влияние на ток возбуждения генератора будет оказывать реактивная составляющая тока нагрузки, поэтому увеличение реактивного тока генератора при параллельной работе вызывает некоторое уменьшение возбуждения генератора, а возрастающая потребность в реактивной мощности покрывается за счет второго генератора, работающего параллельно с первым. Так достигается достаточно равномерное распределение реактивных мощностей между двумя параллельно работающими генераторами.

Как уже отмечалось, для включения генераторов постоянного тока на параллельную работу необходимо, чтобы напряжения на зажимах их были одинаковыми и чтобы полярность включаемого генератора соответствовала полярности сети. При этом напряже­ние подключаемого генератора устанавливают несколько выше напряжения работающих генераторов, чтобы сразу же после за­мыкания контактов выключателя генератор принял на себя часть нагрузки работающих машин. Затем по мере прогрева привод­ного двигателя подключаемого генератора напряжение на его зажимах увеличивают и одновременно уменьшают напряжение работающих машин так, чтобы напряжение на шинах осталось без изменения.

Процесс перераспределения нагрузки протекает следующим образом. Например, при увеличении тока возбуждения подклю­чаемого генератора возрастает его напряжение, от чего увеличи­вается нагрузка и снижается частота вращения приводного дви­гателя. При этом начинает действовать регулятор частоты, уве­личивая подачу топлива или пара (в зависимости от типа привод­ного двигателя), и восстанавливает частоту вращения агрегата при соответственно увеличенной его мощности.

При необходимости отключения одного из генераторов умень­шают его возбуждение и одновременно увеличивают возбуждение других машин так, чтобы напряжение на шинах оставалось по­стоянным. Эту операцию производят до тех пор, пока ток генера­тора не станет равным нулю.

Следует иметь в виду, что при чрезмерном уменьшении напря­жения отключаемого генератора его ток может изменить направ­ление и машина перейдет в двигательный режим, что может привести к аварии. Во избежание этого предусматривается уста­новка реле обратного тока, отключающего генератор при измене­нии направления тока.

Условия параллельного включения СГ, по существу, те же, что и генераторов постоянного тока, но напряжения СГ изменя­ются по величине и по знаку. Поэтому у СГ имеется в виду совпа­дение мгновенных значений их напряжений, т. е. u1=u2, что оп­ределяет следующие условия включения СГ на параллельную ра­боту.

Формы кривых напряжений u1 и u2 должны быть одинако­выми;

Действующие значения напряжений должны быть равны между собой;

Напряжения должны совпадать по фазе;

Частоты должны быть одинаковыми;

Порядок чередования фаз (для 3-фазных машин) должен быть одинаковым.

Выполнение первого условия обеспечивается конструкцией со­временных генераторов, последнего-при монтаже, а остальных- в зависимости от того, как производятся операции, связанные с включением генераторов на параллельную работу. Выполнение их контролируется вольтметрами, синхроноскопами и частотомерами.

При несоблюдении условий включения СГ на параллельную работу, например при неравенстве действующих значений напря­жений, могут возникнуть большие уравнительные токи. При не­выполнении третьего и четвертого условий возникают напряже­ния биения.

Представим напряжения U1 и U2 в виде двух векторов, один из которых неподвижен, а другой вращается относительно пер­вого со скоростью, равной разности угловых скоростей 2pf1-2pf2.

Пусть в некоторый момент времени векторы U1 и U2 распо­ложены так, как показано на рис. 120. Их геометрическая сумма определяет напряжение DU, под влиянием которого по цепи пой­дет ток биений Iб, отстающий от напряжения DU по фазе на 90°. В отличие от уравнительного тока ток биения близок по фазе к напряжению U2 и находится в противофазе с напряжением U1. Таким образом, в рассматриваемый момент ток является актив­ным и не только нагружает генераторы, но и влияет на работу при­водных двигателей.

Напряжение биений возникает при несин­хронной работе генераторов и зависит от величины рассогласо­вания частот и от угла сдвига фаз между напряжениями. Макси­мального значения, равного 2Um, напряжение биения достигает при угле сдвига фаз, равном 180°.

Итак, невыполнение условий безаварийного включения генера­торов на параллельную работу приводит к возникновению пере­ходных процессов, которые сопровождаются толчками уравнитель­ного тока между генераторами, и механического момента на валах приводных двигателей. Эти явления обычно сопровождаются зна­чительными отклонениями напряжения судовой сети.

Все это может привести к тому, что не только включаемый ге­нератор не войдет в синхронизм, но могут выпасть из синхро­низма и другие параллельно работающие генераторы. Вот поче­му включение генератора на параллельную работу с другими, уже работающими, представляет собой весьма ответственную задачу, которая должна выполняться при строгом соблюдении всех усло­вий, гарантирующих параллельную работу ГА судовой электро­станции.

Процесс включения генераторов переменного тока на парал­лельную работу при выполнении указанных выше условий назы­вается синхронизацией.

Синхронизация предусматривает выполнение следующих основ­ных требований:

Уравнительный ток в первый момент включения должен быть возможно меньшим;

После включения генераторы должны оставаться в синхро­низме;

Процесс синхронизации не должен вызывать отклонения пара­метров судовой сети выше допустимых.

Синхронные генераторы могут включаться на параллельную работу способами точной синхронизации, грубой синхронизации и самосинхронизации, причем эти способы включения осуществля­ются как вручную-оператором, так и автоматически.

Точная синхронизация . При точной синхронизации напряжение подключаемого СГ должно несколько превышать напряжение на шинах, а частота вращения СГ должна быть близкой номиналь­ной. Для этого обычно на ГРЩ располагают кнопочные посты управления серводвигателями SB1 и SB2 (рис. 121), воздейст­вующие на регуляторы частоты вращения приводных двигателей ПД. Включая серводвигатель Ml или М2 в ту или иную сторону, повышают или понижают частоту вращения подключаемого СГ до нужного значения. Затем, пользуясь синхроноскопом SS, улав­ливают момент близкого совпадения по фазе напряжения на ши­нах и напряжения подключаемого СГ и выключателем Q включают генератор на параллельную работу.

Наибольшее применение получили синхроноскопы 2-х типов: на лампах накаливания и сельсинах. В простейшем случае синхроноскоп может быть выполнен на одной лампе, включенный между одноименными фазами сети и включаемого генератора.

На практике чаще всего используется 3-х ламповая схема синхроноскопа, причем возможно 2 варианта ее выполнения. На погасание ламп и на « вращение огня». В первом случае лампы включены между одноименными фазами А-А, В-В, С-С. В этом случае на каждой лампе напряжение биения может изменяться с частотой равной разности f3=f1-f2, см. рис. 122. Причем момент погасания лампы свидетельствует о совпадении векторов напряжения U1 и U2, то есть все лампы будут гореть пульсирующим огнем.

Во втором случае используются схемы вращения огня, одна из ламп включена между одноименными фазами, например А-А, а две другие – между разноименными, см. рис. 123.

В результате схема дает эффект вращения огня, со скоростью – пропорциональной разности частот, при этом направление вращающегося огня зависит от того, отстает или опережает вектор напряжения включаемого генератора от вектора напряжения сети.

Здесь момент включения генераторного выключателя выбирается по двум факторам: возможно низкая скорость вращения огня, и момент погасания ламп включенными между одноименными фазами.

Второй тип синхроноскопа выполненный на сельсинах, представляет стрелочный прибор в котором вращается со скоростью равной частоте сети, и по ее положению определяется момент включения.

После подключения СГ постепенно, известным способом уве­личивают его нагрузку, для чего воздействуют посредством кно­почных постов на регуляторы приводных двигателей: у подклю­чаемого генератора в сторону увеличения частоты вращения, у работающего-в сторону снижения ее в таких пределах, чтобы частота сети оставалась неизменной.

При одинаковых генераторах и малом значении Хс (эквивалентное индуктивное сопротивление соединительной цепи) наибольшее значение уравнительного тока

При этом уравнительный ток равен ударному току ко­роткого замыкания одного ге­нератора.

Таким образом, включению СГ на параллельную работу способом точной синхрониза­ции должны предшествовать замеры и сравнения следую­щих величин работающего и подключаемого генераторов: напряжения, частоты, угла сдвига d между векторами напря­жения.

Подключение генератора к системе производится при выполне­нии следующих условий:

u1»u2, f1»f2, d=0.

На зажимах одноименных фаз двух несинхронно работающих генераторов возникает напряжение биения, огибающая которого показана на рис. 125. Эта кривая характеризуется периодом бие­ния tб и максимальным значением напряжения Uбmах.

Подключение генератора на параллельную работу следовало бы производить в точке, где uб=0, так как при этом выполня­ются указанные выше условия. Однако, принимая во внимание определенную продолжительность срабатывания выключателя, оператор должен воздействовать на его цепь управления не в мо­мент времени, соответствующий uб=o, а с некоторым опереже­нием tоп, равным времени срабатывания аппарата tср. Сказан­ное выше обусловливает высокие требования в отношении точно­сти выполнения операций по синхронизации генераторов.

Грубая синхронизация. Отличается от точной синхронизации тем, что генератор подключается на шины не прямо, а через ре­активное сопротивление Хр, включенное в каждую фазу, которое после втягивания СГ в синхронизм отключается контакторами К1 и К2 (рис. 124). Введение сопротивления между генераторами ограничивает уравнительные токи даже при значительных сдви­гах напряжения генераторов по фазе и потому не требует особой точности при выборе момента включения коммутационного ап­парата.

Наибольшее значение уравнительного тока

где U-напряжение синхронизируемого генератора.

Реактор для синхронизации генераторов мощностью 50 - 1500 кВт имеет индуктивное сопротивление 1,3-1,8 (о е) при разности частот 2 Гц, массу обмотки 90 кг.

Правильный расчет и выбор реактора, а также установление допустимых пределов разности частот синхронизируемых генерато­ров обеспечивают втягивание в синхронизм генераторов в тече­ние 1,5-3 с Максимальные всплески токов и провалы напряже­ния при этом не превышают допустимых значений Так как про­цесс грубой синхронизации проходит довольно быстро, реакторы рассчитываются на кратковременную работу.

Отсутствие необходимости в точном выборе момента включе­ния генератора является существенным достоинством способа гру­бой синхронизации, а к его недостаткам следует отнести наличие специальных реакторов и коммутационных аппаратов

Самосинхронизация . При самосинхронизации частоту вращения подключаемою генератора доводят до значения, близкого к но­минальному, и без возбуждения подсоединяют к шинам работа­ющего генератора, затем подают возбуждение, и генератор втягивается в синхронизм

Так как ЭДС подключаемого генератора равна нулю, то максимальное значение уравнительною тока в момент замыкания контактов будет вдвое меньше возможного максимального тока при синхронизации возбужденных генераторов Однако уравнительный ток все же значителен и может вызвать большие кратко­временные провалы напряжения в сети. Скачок тока при подключении генератора зависит от соотношения мощностей работающего и подключаемого генераторов. При включении СГ у параллельно работающего генератора, имеющего такую же мощность, напряже­ние может снизиться до 50 % номинального, а у генераторов, мощность которых представляет 25-30% мощности ЭС, -до 15-20 %. Генераторы различной мощности при самосинхрониза­ции надежно втягиваются в синхронизм При этом начальный ток статора составляет (2-4,5) Iном, провалы напряжения-до 20- 40 %, время синхронизации-до 1-1,5 с при скольжении ±2-3%.

Способ самосинхронизации не может быть применен, когда оба генератора работают с нагрузкой и включение их на парал­лельную работу производится с целью перевода всей нагрузки на один генератор или для создания в системе вращающегося резер­ва мощности.

Самосинхронизация генераторов осуществляется крайне про­сто, так как при этом способе включения СГ не нужно улавли­вать моменты совпадения фаз ЭДС подключаемого и работаю­щего генераторов. Тем не менее из-за возможных больших прова­лов напряжения этот способ синхронизации на судовых электро­станциях применения не находит и может использоваться лишь в отдельных электрических установках, например в гребных элект­рических установках.

Автоматическая синхронизация . Включение СГ на параллельную работу способом точной синхронизации требует от обслуживаю­щего персонала соответствующих знаний и навыков. При непра­вильном включении генератора судно может полностью или ча­стично остаться без электроэнергии. При этом могут лишиться питания и механизмы, от которых зависит живучесть судна.

В настоящее время применяются устройства автоматической точной синхронизации генераторов, которые позволяют произво­дить включение СГ на параллельную работу практически без скачков тока и провалов напряжения в судовой сети.

При этом необходимо соблюдение следующих уже известных нам условий:

Скольжение не превосходит допустимой величины;

Угол сдвига фаз между сравниваемыми напряжениями в мо­мент замыкания контактов выключателя близок к нулю;

Разность амплитуд сравниваемых напряжений не превышает допустимой величины.

При полуавтоматической точной синхронизации подгонка ча­стоты подключаемого генератора осуществляется вручную дистан­ционно с пульта управления специальным ключом, а включение автомата-от сигнала синхронизатора.

При ручной точной синхронизации операции по подгонке ча­стоты и включение автомата производятся дистанционно вручную с контролем по синхроноскопу и частотомерам, установленным на пульте управления.

Для осуществления автоматической, полуавтоматической и ручной синхронизации на пульте управления кроме автоматиче­ского синхронизатора и синхроноскопа установлены ключи син­хронизации. Эти ключи представляют собой универсальные па­кетные переключатели на два рабочих положения: «Автома­тическая синхронизация» и «Ручная синхронизация», и нулевое положение, когда все цепи разомкнуты.