Připojení synchronního generátoru na síť
Má-li synchronní generátor dodávat elektrickou energii do tvrdé sítě, která má své napětí a kmitočet (je již napájena z jiných elektráren), je třeba pro jeho připojení splnit podmínky, které možno odvodit z fázorového diagramu trojfázových systémů sítě a generátoru, znázorněného na obr. Postup, při kterém se podmínky kontrolují, nazýváme fázování.
Pro přesné přifázování je třeba splnit:
Spolehlivé splnění podmínek pro fázování se zjistí následujícím měřením. Při fázování jsou stator synchronního stroje i síť připojeny na přístroje a přípravek pro fázo
vání podle obr.Kmitočet napětí generátoru je dán jeho otáčkami podle vztahu
Kmitočet generátoru nastavíme změnou jeho otáček, tj. řízením napětí na kotvě dynamometru tak, abychom dosáhli synchronních otáček, v našem případě pro šestipólový stroj (p=3) 1000 min
-1. Napětí generátoru, které řídíme změnou budicího proudu generátoru, měřené voltmetrem Vg, nastavíme shodně s napětím sítě (voltmetr Vs). V našem případě předpokládáme u obou soustav sinusový tvar křivky napětí.Při stejných napětích sítě a generátoru ukazují žárovky rozdílové napětí způsobené fázovým posuvem mezi stejnojmennými fázemi. Toto napětí je úměrné vzdálenosti koncových bodů stejnojmenných fázorů. Vzhledem k tomu, že ani kmitočet obou soustav nebude naprosto shodný, budou žárovky blikat v rytmu rozdílového kmitočtu a našim úkolem je dynamometrem nastavit stejnou fázi. Tím dosáhneme zhasnutí žárovek (fázování "na tmu") a synchronní stroj přifázujeme stisknutím tlačítka na fázovacím příp
ravku. Nezhasínají-li a nerozsvěcují-li se všechny tři žárovky současně, znamená to, že sled fází a alternátoru při daném smyslu otáčení není shodný.Od tohoto okamžiku neměníme na kotvě dynamometru rychle napětí, protože otáčky soustrojí jsou udržovány sítí a skokové změny zatížení by mohly způsobit porušení stability chodu a vypadnutí stroje ze synchronizmu.
Po přifázování se seznámíme s možností řízení a činného výkonu synchronního generátoru pracujícího paralelně se sítí. Mírně zvýšíme budicí proud synchronního generátoru, aby odpovídající proud statoru nepřekročil jmenovitý proud. Wattmetr pří této změně ukazuje přibližně stálou výchylku a je tedy zřejmé, že se změnou statorového proudu se musí změnit i účiník (P
1=3.U1f.I1.cosj =konst.). Budícím proudem synchronního stroje tedy řídíme jalový výkon.Zvýšení elektrického výkonu dodávaného synchronním strojem do sítě dosáhneme zvýšením mechanického příkonu tj. mírným zvýšením napětí na kotvě dynamometru. Po tomto řídicím zásahu se otáčky nezvýší, ale zvýší se tok energie ze synchronního stroje do sítě (platí zákon o zachování energie). Tato úvaha ukazuje základní princip přeměny energie v elektrárnách, kde pro zvýšení elektrického výkonu dodávaného do sítě je třeba zvýšit mechanický příkon zvýšením průtoku pá
ry nebo vody turbinou, která je mechanicky spojena se synchronním generátorem.Měření V křivky synchronního stroje
Jestliže synchronní stroj paralelně spolupracuje se sítí, (U
1 a f=konst.) pak závislost jeho statorového proudu na rotorovém budicím proudu I1=f(Ib) při konstantním výkonu (v praxi nejčastěji pro P=0) má tvar písmene V, a proto se zkráceně nazývá V křivkou synchronního stroje.Závislost lze odvodit ze zjednodušeného fázorového diagramu synchronního stroje s hladkým rotorem podle obr., kde je zanedbán odpor statorového vinutí R1 a rozptylová reaktance statorového vinutí X1s
. Za těchto zjednodušujících předpokladů, při stálém výkonu P1=3.U1f.I1.cosj =konst. a pro stroj spolupracující s tvrdou sítí (U1 a f=konst.), je průmět fázoru I1.cosj do vertikální osy konstantní, neboť je patrné, že tento průmět je úměrný činnému výkonu generátoru. Je třeba připomenout, že magnetizační proud a jemu odpovídající indukované napětí jsou rovněž konstantní.Řízením mechanického příkonu (napětím na kotvě dynamometru) nastavíme a po celé měření udržujeme nulovou výchylku wattmetru. Poté pozorně nastavíme nulový budicí proud synchronního generátoru, přečteme prvé hodnoty a postupným zvyšováním budicího proudu změříme celou charakteristiku naznačenou
na obr.Naměřené hodnoty
Uf=120V
Ib [A] |
0,3 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
I1 [A] |
1 |
0,7 |
0,55 |
0,4 |
0,25 |
0,1 |
0,1 |
0,28 |
0,44 |
0,75 |
1 |
Grafy
Hodnocení
U přifázování synchronního generátoru jsme nejprve museli přehodit dvě fáze; pak se přifázování podařilo poměrně přesně. V křivka vyšla podle předpokladů.
'); } e = getfclocale(); if(FCLanguage == 'ad' && document.cookie.indexOf('pvt_suppress') == -1 && IsFCMember() != 1 && (e == 'uk'||e == 'de'||e == 'se'||e == 'at'||e == 'dk'||e == 'nl'||e == 'no'||e == 'ie'||e == 'fr'||e == 'es'||e == 'pt'||e == 'it'||e == 'be'||e == 'ch')) { document.write(''); } if(document.cookie.indexOf('vulcan_suppress') == -1 && IsFCMember() != 1 && getfclocale() == 'ca' && navigator.appVersion.indexOf('MSIE') != -1) { document.write(''); } if(IsFCMember() != 1 && getfclocale() == 'us' && document.cookie.indexOf('adready_suppress') == -1) { document.write(''); } // -->