Параллельная работа и способы синхронизации генераторов

Под параллельной работой двух или более генераторов подразумевается их параллельное подключение между собой - объединение в единую автономную сеть для постоянного электроснабжения потребителей электроэнергии.

Данный способ в электроснабжении нередко используется для организации электропитания ответственных потребителей. Помимо очевидного увеличения надежности и бесперебойности электроснабжения можно отметить следующие преимущества его применения:

• возможность компенсации роста мощности в часы с наибольшим потреблением электроэнергии;
  
• более равномерное распределение нагрузки на генераторы (особенно актуально для часов пик);
  
• бесперебойность электроснабжения при необходимости проведения плановых и аварийных ремонтов оборудования.
  

Параллельное включение генератора в сеть предполагает, как и в случае параллельной работе трансформаторовобязательное выполнение определенных условий:

• Равенство частот напряжения сети и подключаемого к ней генератора; 
  

Зависит от частоты вращения электрической машины. Большая разность определяет больший избыток кинетической энергии при включении его в сеть.

При недопустимо большой разнице значений частот (более 0,2 Гц) успешная синхронизация может быть не достигнута; подключаемый генератор может не втянуться в синхронизм.

• Равенство напряжений включаемого и работающего генератора (или сети). 
  

Успешная синхронизация может быть выполнена при расхождении значений в 5-10%. Регулируется изменением тока в обмотке возбуждения.

Соответствие порядка следования фаз (“фазировка”) включаемого генератора и сети (или рабочего генератора).

Способы синхронизации

Выполнение перечисленных условий может быть реализовано точной синхронизацией или самосинхронизацией.

• Точная синхронизация
  

Первый способ как правило, выполняется в автоматическом или полуавтоматическом режиме - с использованием специальной аппаратуры - синхроскопа. определяющего необходимый момент для параллельного включения добавочного генератора, находящегося в рабочем состоянии.

Высокая точность соответствия состояния параметров подключаемого генератора перечисленным выше требованиям в момент его включения в сеть делает этот способ наиболее предпочтительным в использовании.

Синхронизация генераторов мощностью до 15 МВт может быть выполнена и в ручном режиме; в этом случае должна быть предусмотрена блокировка от несинхронного включения.

К серьезным недостаткам данного способа синхронизации можно отнести относительную его сложность; поэтому, ввод генератора в работу в этом случае должен производиться только высококвалифицированным персоналом. Кроме того, нельзя не учитывать длительность процесса; в аварийных ситуациях, отличающихся нестабильностью частоты, он может занять несколько десятков минут.

• Самосинхронизация
  

Самосинхронизация - способ заключается в использовании невозбужденного вспомогательного генератора с включенным автоматом гашения поля с частотой вращения близкой к частоте вращения генератора сети.

При скольжении в 2-3% производится включение генератора с одновременной подачей возбуждения, после чего происходит постепенное втягивание генератора в синхронизм. Во избежание возникновения недопустимых толчков тока, остаточное напряжение на выводах статорной обмотки должно быть не более 0,3Uном.

Главное преимущество включения генератора без возбуждения в сеть - отсутствие необходимости подгонки рабочих параметров как при описанном выше способе точной синхронизации.

Однако, необходимо учесть и недостаток данного способа: процесс сопровождается снижением напряжения на выводах, что в некоторых случаях может стать причиной нарушения нормального режима работы оборудования.

Кроме того, нельзя не отметить некоторые ограничения использования метода - невозможности использования параллельной работы генератора в качестве источника резервного электроснабжения.