что такое асинхронный ход

асинхронный ход

асинхронный ход
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва]

Тематики

Смотреть что такое «асинхронный ход» в других словарях:

Асинхронный ход генератора — режим работы синхронного генератора (См. Синхронный генератор) в электрической системе при частоте вращения, отличной от синхронной. А. х. г. наступает после выхода генератора из синхронизма вследствие потери возбуждения или из за… … Большая советская энциклопедия

реле, реагирующее на синхронные качания и асинхронный ход — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN power swing relay … Справочник технического переводчика

Ход — движение, перемещение. Ход осуществление игроком действия, предусмотренного правилами игры. Ход сфира Ход, каббалистический термин. См. также Асинхронный ход генератора Гусеничный ход Крестный ход Масляные ходы Ход уровня моря Ход часов Чёрный… … Википедия

АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — машина переменного тока, вращающаяся со скоростью меньшей, чем синхронная скорость (см. Синхронный генератор). Наиболее распространены трехфазные А. д., состоящие из неподвижной части статора и подвижной ротора; в пазы статора уложена трехфазная… … Технический железнодорожный словарь

асинхронный двигатель с репульсионным пуском — Однофазный коллекторный двигатель, выполненный и пускаемых в ход как репульсионный двигатель и имеющий дополнительное приспособление для замыкания накоротко пластин коллектора по окончании пуска … Политехнический терминологический толковый словарь

Двигатель асинхронный — Асинхронная машина это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. Асинхронные машины наиболее распространённые электрические… … Википедия

Трёхфазный двигатель — Трёхфазный синхронный двигатель Трёхфазный двигатель электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока. Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками,… … Википедия

Асинхронная машина — Статор и ротор асинхронной машины 0.75 кВт, 1420 об/мин, 50 Гц, 230 400 В, 3.4 2.0 A Асинхронная машина это электрическая машина переменного тока … Википедия

Словарь метротерминов — Эта страница глоссарий. Приведены основные понятия, термины и аббревиатуры, встречающиеся в литературе о метрополитене и железной дороге. Подавляющее большинство сокращений пришли в метрополитен с железной дороги напрямую или образованы по… … Википедия

Синхронный электродвигатель — Синхронная машина, работающая в режиме двигателя. Статор С. э. несёт на себе многофазную (чаще всего трёхфазную) якорную обмотку. На Роторе расположена обмотка возбуждения, имеющая такое же число полюсов, как и обмотка статора. Обмотка… … Большая советская энциклопедия

Источник

19 Асинхронные режимы в электрической системе, ресинхронизация, результирующая устойчивость

Асинхронные режимы в электрических системах. Установившийся асинхронный режим.

Асинхронными называют такие режимы работы генератора или двига­теля, при которых скорость вращения роторов значительно отклоняется от синхронной.К асинхронным режимам относятся:

— работа синхронной машины на шины, где синхронная скорость ω0 отлична от скорости ωэтой машины;

— асинхронный пуск двигателей или синхронных компенсаторов;

— ресинхронизация после нарушения устойчивости;

— автоматическое повторное включение с самосинхронизацией (АПВС) или без контроля синхронизма (АПВбС);

— асинхронный пуск двигателей и компенсаторов.

В асинхронном режиме вектор ЭДС синхронной машины, выпавшей из синхронизма, вращается относительно вектора ЭДС машин, работающих синхронно.

Существует три причины перехода генератора в асинхронный режим:

1)Потеря возбуждения.

Одновременно возникает электромагнитная асинхронная мощность, которая после исчез­новения синхронной мощности уравновешивает момент турбины и наступает установившийся асинхронный режимпри ω >

В таком режиме некоторые машины могут работать до 0,5 ч и нести до 70% нагрузки.

2)Потеря статической устойчивости.

Рис. 3.18. Переход на асинхронный режим в результате потери

статической устойчивости при Р0= Рmax.

3)Потеря динамической устойчивости.

При наличии синхронного и асинхронного момента скорость машины меняется синусоидально вокруг среднего значения ωа.

Рис. 3.19. Характер процесса при потере динамической устойчивости.

В асинхронном режиме предельная активная мощность, которую может отдавать турбогенератор, обычно ограничивается 50—70% от номинальной мощности из-за возрастания тока статора, а мощность, которую может отда­вать современный крупный гидрогенератор 30—50%. Кратковременно ее можно повысить, допустив перегрузку по току статора. Возможность асин­хронного хода и его длительность зависят от типа генератора и условий ра­боты системы. Турбогенератору при потере возбуждения разрешается рабо­тать в асинхронном режиме до 15—30 мин, без потери возбуждения несколь­ко меньше. Если за это время восстановить синхронную работу не удается, то турбогенератор должен быть отключен от сети. Длительность работы гидрогенераторов в асинхронном режиме более кратковременна (3…4 мин). Асинхронный ход (установившийся асинхронный режим), недо­пустим в тех случаях, когда при его появлении потери в роторе оказываются больше номинальных, а ток статора больше 1,1·Iном

Принцип работы синхронного генератора

> Генераторы > Принцип работы синхронного генератора

Генератор (альтернатор) переменного тока предназначен для того, чтобы преобразовывать механическую энергию в электрическую. Его ротор вращается от первичного двигателя, в качестве которого может служить турбина, ДВС, электродвигатель.

Как выглядит синхронный генератор

К синхронным машинам относятся те, у которых ротор имеет одинаковую частоту вращения с магнитным полем:

p – количество пар полюсов статора.

Принцип работы

Статор и ротор – главные составные части синхронного генератора (СГ).

Принцип действия синхронного генератора

Как изображено на рисунке, синхронный генератор чаще всего вырабатывает энергию, когда ротор вращается вместе с магнитным полем, линии которого пересекают статорную обмотку, расположенную неподвижно. Поле создаётся от дополнительного возбудителя (дополнительного генератора, аккумулятора и др. источников).

Процесс может происходить наоборот – вращающийся проводник находится в неподвижном магнитном поле. Здесь появляется проблема токосъёма через коллекторный узел. Для генераторов переменного тока небольшой мощности эта схема вполне подходит. Обычно она применяется в передвижных установках.

В СГ вырабатывается ЭДС:

B – магнитная индукция;

l – длина паза статора;

w – количество витков в статорной обмотке;

D – внутренний диаметр статора.

Основная электроэнергетика построена на напряжении 15-40 кВ. Передача энергии через коллектор СГ затруднительна. К тому же подвижная обмотка подвержена ударным нагрузкам и вращению с переменной скоростью, что создаёт проблемы с изоляцией. Из-за этого, обмотки якоря делают неподвижными, поскольку через них проходит основная энергия. Мощность возбудителя не превышает 5% от общей мощности СГ. Это позволяет проводить ток через подвижный узел.

В машинах переменного тока небольшой мощности (несколько киловатт) ротор изготавливают с постоянными магнитами (неодимовыми и др.). Здесь не требуется установка подвижных контактов, но тогда возникают сложности с регулированием напряжения на выходе.

Устройство генератора

Принцип работы генераторов тока в автомобилях

Статор имеет общий принцип действия с асинхронником и мало отличается от него. Его железо собирается из пластин электротехнической стали, разделённых изолирующими слоями. В пазах размещается обмотка переменного тока. Наиболее распространён трёхфазный синхронный генератор. Провода обмоток надёжно крепятся и изолируются, поскольку через них подключается нагрузка.

Ротор выполняется с явно выраженными полюсами или без выступающих полюсов.

Виды полюсов синхронного генератора: а) – выступающие; б – неявно выраженные

Первые делаются для тихоходных машин, например, с гидравлическими турбинами. Для вращающихся с большой скоростью генераторов переменного тока принцип действия заключается в применении более прочных неявно выраженных полюсов.

СГ может работать в режимах двигателя или генератора переменного тока. Важно, какой здесь применяется способ охлаждения. Обычно на валу устанавливаются крыльчатки, охлаждающие ротор с обеих сторон. Воздух перед вентиляцией проходит через фильтр. В замкнутой системе циркулирует один и тот же воздух, проходя через теплообменники.

Более эффективным охлаждающим агентом является водород, в 14,5 раз более лёгкий, чем воздух. Принцип охлаждения у него аналогичный.

Обмотки генератора переменного тока выводятся концами на его распределительную коробку. Для трёхфазных – соединение производится в звезду или в треугольник.

Синхронный генератор преимущественно обеспечивает поддерживание синусоидального переменного напряжения. Это достигается изменением формы полюсных наконечников, а неявнополюсный ротор имеет определённое расположение витков в его пазах.

Реакция якоря

При соединении выхода с внешней нагрузкой в обмотках статора протекает электрический ток. Образующееся магнитное поле накладывается на поле, которое создаёт ротор.

Реакция якоря при разных видах нагрузки

При активной нагрузке ток и ЭДС совпадают по фазам (изображено на рисунке выше – а). Он становится максимальным, если полюса ротора располагаются напротив якорных обмоток. Основной магнитный поток и образующийся от реакции якоря перпендикулярны и при наложении образуют несколько больший результирующий поток, увеличивающий ЭДС.

Индуктивная нагрузка приводит к снижению ЭДС, поскольку потоки направлены встречно (изображено на рисунке выше – б).

Ёмкостная нагрузка вызывает совпадение направлений потоков, в результате чего ЭДС увеличивается.

Увеличение нагрузки приводит к большей реакции якоря, приводящей к изменению выходного напряжения, что нежелательно. На практике этот процесс управляется изменением возбуждения, что снижает степень воздействия реакции якоря на основное поле.

Режимы работы СГ

Нормальные режимы работы характеризуются сколько угодно длительными периодами времени. В их число входят отклонения коэффициентов мощности, выходного напряжения до 5% и частоты до 2,5% от номиналов и т. п. Допуски на отклонения определяются нагревом агрегатов и задаются стандартами или гарантируются производителями.

Блокинг генератор: принцип работы

А нормальные режимы функционирования неприемлемы для продолжительной работы и связаны с появлением перегрузок, с недовозбуждением, переходами в асинхронные режимы. Этот режим работы связан с отклонениями в сети: короткими замыканиями, нагрузками переменного действия, неравномерностью загрузки фаз.

Синхронные машины. Конспект лекций

Сохрани ссылку в одной из сетей:

причем напряжения этихфаз U

При наличии успокоительной илипусковой обмотки (рис. 2, а и б) в схемедля продольной оси имеются две вторичныецепи, как и у двухклеточного асинхронногодвигателя, а в схеме для попереч­нойоси –

одна вторичная цепь. Приотсутствии указанных обмоток (рис. 2, ви г) количество вторичных цепей уменьшаетсяна еди­ницу. На схемах рис. 2 принятоrа=

0 и не учи­тываютсяпотери в стали статора. При наличии вцепи возбуждения доба­вочногосопротивления (на­пример, сопротивленияга­шения поля) его величина должнавключаться в
rf
Воснове рассмотрения явлений согласнорис. 1 и 2 лежит представле­ние одвухфазной маши­не. Поэтому сопротивле­ниясхем рис. 2 также следовало бы считатьэкви­валентными сопротивлени­ямидвухфазной машины. Однако, чтобы избежатьвведения в рассмотрение

новых параметров, будемпредполагать, что сопротивления,фигу­рирующие в схемах рис. 2, представляютсобой параметры m-фазноймашины.

Асинхронные режимы различных видовсинхронных машин.

При потере возбуждения синхронныегенераторы переходят в асинхрон­ныйрежим и их скорость вращения будетувеличиваться до тех пор, пока не наступитравенство между движущим моментом навалу и электромагнитным моментом машины.При этом машина будет потреблять изсети намагничивающий ток

и отдавать в сеть активнуюмощность.

При малыхскольжениях поверхностный эффект втеле ротора турбогенератора проявляетсяслабо и поэтому глубина проникнове­ниятоков велика. В результате активноесопротивление тела ротора мало и моментдостигает весьма большой величины ужепри малых скольжениях.

Поэтому турбогенераторыспособны развивать в асинхронном режимебольшую мощность, причем потери в роторемалы и не представляют опасности вотношении нагрева ротора. Допустимуюмощность турбогенератора в асин­хронномрежиме ограничивает ток статора, величинакоторого из-за большого намагничивающеготока до­стигает номинального значения.В большинстве случаев при I=
Iн
в турбогенераторах
Р =(0,5 — 0,7)Pн
,.

Ввиду относительноблагоприят­ных характеристик Ma=
f(s)
на электростанциях разрешаетсякратковременная работа (до 30
мин)
турбогенераторов васинхронном ре­жиме при условии, чтопотери в рото­ре и статоре не превышаютпотерь при номинальном режиме ипотребле­ние реактивной мощности сточки зрения режима работы энергосистемыдопустимо. В течение указанного вре­мениможно устранить неисправности в системевозбуждения, перевести турбогенераторна резервное возбуж­дение или перевестинагрузку на другие турбогенераторы илистан­ции. Использование возможностира­боты турбогенераторов в асинхронномрежиме позволяет увеличить надежностьэнергоснабжения потребителей.

Асинхронные характеристикигидрогенераторов значительно менееблагоприятны. Гидрогенераторы имеютшихто­ванные полюсы, и успокоительныеобмотки во многих случаях у нихотсутствуют. При отсутствии успокоительнойобмотки мощ­ность в асинхронном режимеразвивается только за счет токов,индуктируемых в обмотке возбуждения.

Активное сопротивление успокоительнойобмотки велико, и в этом случае моментMa

при малых s также мал.

Поэтому гидрогенераторыне могут развивать значительной мощностив асинхронном режиме, успокоительнаяобмотка быстро нагревается, и есливосстановление возбуждения в течение10—15 сек

невозможно, то их нужно отключать отсети.

Все синхронные двигателиимеют пусковые обмотки и обычно пускаютсяв ход как асинхронные двигатели, причемобмотка воз­буждения замкнута черезразрядное, или гасительное, сопротивле­ние rг= (5 — 10) rf

или замкнута накоротко. Пуск с разомкнутойобмоткой возбуждения недопустим, таккак при этом может прои­зойти повреждениеее изоляции. Скольжение невозбужденногодвигателя изменяется при пуске от s= 1 до s= 0,05, когда включается ток возбужденияи двигатель втягивается в синхронизм.

(s) синхронных двигателей представленына рис.. Момент, развиваемый обмоткойвозбуждения, достигает максимальногозначения при малых скольжениях, вособенности, когда rг= 0, так как rfмало, а относительно велико.

Наоборот, момент,развиваемый пусковой обмоткой, достигаетмаксимума при s=

0,3 — 0,4, так как активноесопротивление этой обмотки значи­тельнобольше и рассеяние меньше. При расчетекривых было принято, что сопротивлениеобмотки якоря ra= 0.

Источник

Асинхронный режим в энергосистеме. Способы выявления асинхронного режима.

Асинхронный режим в энергосистеме. Способы выявления асинхронного режима.

В нормальном режиме работы на вал генератора действует два момента (считаем, что можно пренебречь моментом сопротивления, обусловленным трением в подшипниках и сопротивлением охлаждающей среды): момент турбины Мт, вращающий ротор генератора и стремящийся ускорить его вращение, и синхронный электромагнитный момент Мэм, противодействующий вращению ротора. В случае нарушения равновесия между вращающим моментом турбины и электромагнитным (тормозным) моментом генератора в зависимости от тяжести возмущения могут возникать: синхронные качания или асинхронный режим генератора.

Асинхронный режим (asynchronous regime) – переходный режим в энергосистеме, характеризующийся несинхронным вращением части генераторов энергосистемы.

Асинхронные режимы могут возникать в результате:

— нарушения статической устойчивости из-за увеличения передаваемой мощности по линиям электропередачи сверхдопустимого значения;

— нарушения динамической устойчивости из-за аварийных возмущений (коротких замыканий, отключение генерирующего оборудования или электроустановок потребителя);

— несинхронного включения линий электропередачи и генераторов;

— потери возбуждения генератора.

Следует отметить, что асинхронные режимы работы невозбужденной и возбужденной синхронной машины существенным образом отличаются друг от друга.

1. Асинхронный режим возбужденной синхронной машины

В качестве примера, рассмотрим переход генератора в асинхронный режим работы из-за нарушения динамической устойчивости (см. рис.1) при возникновении короткого замыкания с отключением линии электропередачи.

Рис.1. Уг ловая характеристика мощности

На рисунке представлен процесс отключения поврежденной линии электропередачи из-за трехфазного короткого замыкания с последующим успешным включением линии электропередачи после АПВ. В связи с тем, что в рассматриваемом примере площадь ускоренияпревосходит наибольшую возможную площадь торможения, то из-за полученной инерции турбина не успевает вовремя «затормозиться» в результате взаимный угол эквивалентного генератора G переходит за критическое значение . Таким образом, на турбину начинает действовать уско­ряющий избыточный момент, приводящий к дальнейшему увели­чению угла с увеличением скорости вращения турбины (ротора генератора).

Как только скорость вращения ротора начинает отличаться от синхронной частоты, появляется скольжение S, растущее с увеличением разности скоростей. С появлением скольжения в синхронной машине:

— начинают действовать регуляторы мощности турбины, уменьшая .

— появляется асинхронный момент, который также зависит от напряжения на зажимах генератора, его параметров и скольжения.

Последнее выражение получено с учетом следующих соотношений:

При некотором значении скольжения S момент турбины уравновесится средним асинхронным моментом . Это условие определяет начало установившегося асинхронного режима. В результате для выпавшей из синхронизма машины на вал генератор-турбина будет действовать взаимно уравновешивающие друг друга асинхронный момент и момент турбины, а также синхронный вращающий момент. Уравнение движения ротора генератора в асинхронном режиме может быть записано в следующем виде:

Следует отметить, что синхронный вращающий момент вызывает периодическое изменение скорости вращения ротора в асинхронном режиме, а следовательно, и пульсации скольжения, изменяющегося от до около своего среднего.

Во время асинхронного режима вектор ЭДС синхронной машины, выпавшей из синхронизма, начинает вращаться относительно вектора ЭДС машин, работающих синхронно. При этом машина работает то в генераторном, то в двигательном режиме, что сопровождается большими уравнительными токами, значительными отклонениями напряжения, а также большими моментами действующими на генератор и турбину. Несинхронная работа отдельного возбужденного генератора любого типа относительно других генераторов электростанции не допускается (см. п. 5.1.27 ПТЭ РФ).

Цитата:«Несинхронная работа отдельного возбужденного генератора любого типа относительно других генераторов электростанции не допускается.»

Для ликвидации асинхронного режима в энергосистеме используются устройства ликвидации асинхронного режима (АЛАР), которые действуют на отключение связей по сечению асинхронного хода, т. е. делением ЭЭС на несинхронно работающие части.

Изменение режимных параметров в условиях установившегося асинхронного режима

Рассмотрим особенности изменения режимных параметров в условиях асинхронного режима, к которым относятся следующие переменные:

— ток электропередачи, измеренный в точке n;

— напряжение в контролируемой точке n электропередачи;

— сопротивление на зажимах реле сопротивления, установленного в точке n;

— угол между напряжением и током в точке n;

— соответственно активная и реактивная мощности, измеренные в точке n;

—скольжение вектора напряжения в точке п1 относительно вектора напряжения в точке n2.

Рассмотренные параметры режима работы энергосистемы тесно связаны между собой. Приведенные ниже особенности изменения некоторых режимных параметров позволяют с достаточной точностью определить асинхронный режим в энергосистеме от других режимов работы энергосистемы, например, синхронных качаний.

Для анализа асинхронного режима пользуемся моделью простейшей схемы энергосистемы, построенной в предположении постоянства напряжений (U1 и U2) по концам линии электропередачи.

Рис.2. Ра счетная схема сети

В дальнейших расчетах принято, что вектор напряжения совпадает с положительным направлением вещественной оси.

Зависимость изменения тока при асинхронном режиме

Выражение для определения тока, который протекает по линии, определяется в соответствии со вторым законом Кирхгофа по следующей формуле:

Анализ уравнения показывает, что значение тока изменяется в функции от угла периодически, а максимум тока наступает при угле 180°.

Рис.3. Изменение действующего значения тока в цикле асинхронного хода

Характерная особенность указанной зависимости — наличие четко выраженного максимума и минимума. Отличие асинхронного режима от синхронных качаний с точки зрения изменения тока заключается только в величине максимального значения тока в цикле качаний и в длительности этих качаний. Поскольку угол при синхронных качаниях теоретически может достигать своего критического значения, нельзя отличить асинхронный режим от синхронных качаний только по значению тока. Поэтому устройства АЛАР, основанные на выявлении асинхронного режима по колебаниям тока, настраиваются на работу на втором, третьем и т.д. цикле асинхронного режима. Другими словами, селективно асинхронный режим можно выявить лишь по длительным колебаниям тока с амплитудой не менее заданной и периодом не более расчетного.

Зависимость изменения напряжения и взаимного угла между двумя векторами напряжения при асинхронном режиме

Выражение для определения напряжения в промежуточных точках определяется в соответствии со вторым законом Кирхгофа по следующей формуле:

— относительная удаленность контролируемой точки с напряжением от точки с напряжением .

Рис.4. Изменение действующего значения напряжения вдоль рассматриваемой линии электропередачи при различных взаимных углах между векторами напряжения

В асинхронном режиме вектор ЭДС синхронной машины, выпавшей из синхронизма, начинает вращаться относительно вектора ЭДС машин, работающих синхронно. Следует отметить, что в общем случае вращение вектора может происходить как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки:

— если вектор энергосистемы №2 вращается против часовой стрелки, то это свидетельствует о том, что генераторы энергосистемы №2 ускоряются относительно генераторов энергосистемы №1.

— если вектор энергосистемы №2 вращается по часовой стрелке, то это свидетельствует о том, что генераторы энергосистемы №2 тормозятся относительно генераторов энергосистемы №1.

В качестве примера рассмотрим вращение вектора системы №2 в представленной расчетной схеме «по часовой стрелке».

Рис.5. Вектор ная диаграмма изменения напряжения при асинхронном режиме в различных точках эквивалентной расчетной сети

В момент времени I вектора напряжений системы №1 и системы №2 совпадают по модулю и фазе. В данном режиме работы перетоков активной мощности по линии электропередач почти нет, а уровень напряжения вдоль линии электропередач характеризуется емкостью линии.

В момент времени II вектора напряжения системы №1 и системы №2 находятся в диапазоне от 90 до 180 градусов. Режим работы характеризуется протеканием больших токов реактивной мощности и сниженными значениями напряжения (относительно номинального значения) вдоль рассматриваемой линии электропередачи.

В момент времени III вектора напряжения системы №1 и системы №2 находятся в противофазе, а в энергосистеме возникает асинхронный проворот. На рассматриваемой линии электропередачи наблюдается точка в которой снижается напряжение до минимального значения (в теории до нулевого значения). Данная точка называется электрическим центром качаний (ЭЦК), которая представляет собой точку электрической сети, характеризующуюся максимальным снижением напряжения при взаимных колебаниях или проворотах роторов генераторов электрически связанных частей энергосистемы.

В момент времени IV вектора напряжения системы №1 и системы №2 находятся в диапазоне от 180 до 270 градусов. Режим работы характеризуется протеканием больших токов реактивной мощности и сниженными значениями напряжения (относительно номинального значения) вдоль рассматриваемой линии электропередачи.

Дальнейший рост угла и подход его в зону называют первым асинхронным проворотом или первым циклом асинхронного режима. Цикл асинхронного режима – проворот на 360 градусов относительного угла между ЭДС асинхронно работающих генераторов. За ним могут последовать второй, третий циклы асинхронного хода и т. д.

Таким образом, при асинхронном режиме векторы напряжения двух произвольных точек электропередачи совершают относительно друг друга полные провороты, если эти точки лежат по разные стороны от ЭЦК; если точки лежат по одну сторону от ЭЦК, происходят колебания, не превышающие по амплитуде 180°.

Зависимость изменения мощности при асинхронном режиме

Полная трехфазная мощность , которая передается по линии электропередачи, определяется следующим выражением:

— сопряженный вектор тока и фазного напряжения.

Для простоты выкладок пренебрежем активным сопротивлением линии электропередачи , вектор напряжения совместим с положительным направлением вещественной оси, а взаимный угол будет определяться от вектора напряжения (независимо от принятых начальных условий в качестве положительного направления для отсчета углов принимается направление против часовой стрелки).

Рис.6. Ве кторная диаграмма напряжения

Таким образом, сопряженный вектор напряжения определяется по следующей формуле:

.

В результате выражение для определения полной мощности перепишется в следующем виде:

Перепишем полученное выражение отдельно для определения вещественной части (активной мощности) и мнимой части (реактивной мощности):

Таким образом, угловые характеристики активной и реактивной мощностей представлены синусоидальными характеристиками.

Рис.7. Характеристика изменение активной и реактивной мощности при асинхронном режиме

Анализ полученных выражений показывает, что в момент расхождения напряжения системы №1 и системы №2 на угол 180 градусов (асинхронный проворот) активная мощность меняет свой знак, а значение реактивной мощности достигает своего максимального значения. Данная особенность изменения мощности в момент асинхронного проворота используется различными производителями в устройствах АЛАР независимо от элементной базы (электромеханические или микропроцессорные устройства).

В общем случае годограф вектора полной мощности (S=P+jQ) в месте измерения (установки реле мощности) представляет собой эллипс (зависимость P от Q) при изменении угла. Особенности изменения годографа мощности в цикле асин­хронного хода позволяют выявить момент наступления асинхронного режима, если есть возможность зафиксировать переход указанного годографа из диапазона углов

0 0 0 при выполнении дополнительного условия, характеризующего зону δ≈180°.

Зависимость изменения сопротивления при асинхронном режиме

Сопротивление на зажимах реле сопротивления определяется как частное от деления напряжения в контролируемой точке на ток

С учетом соотношения между модулями напряжения по концам линии электропередачи полученное выражение может быть преобразовано в следующем виде:

Анализ полученного выражения показывает, что годографом сопротивления является окружность (эллипс), смещенная относительно начала координат. В зависимости от соотношения модулей напряжений по концам линии электропередачи характеристика изменения сопротивления имеет различный вид.

Рис.8. Х арактеристика изменения сопротивления (годограф сопротивления) в месте измерения при асинхронном режиме

В нормальном режиме работы вектор полного сопротивления прямой последовательности находится:

— в случае выдачи мощности: во 2-м или 4-ом квадранте в зависимости от того, куда направлен сток реактивной мощности, который определяется уровнями напряжения по концам линии электропередачи.

— в случае приема мощности: в 1-м или 3-ем квадранте в зависимости от того, куда направлен сток реактивной мощности, который определяется уровнями напряжения по концам линии электропередачи.

При увеличении взаимного угла между напряжениями по концам линии электропередачи вектор полного сопротивления будет приближаться к оси ординат (мнимой оси) в комплексной плоскости, а при асинхронном провороте вектор полного сопротивления пересечет ось ординат (мнимую ось) в комплексной плоскости. Далее при увеличении угла от 180 до 360 градусов вектор полного сопротивления по дуге окружности вернется в исходное состояние. В асинхронном режиме наблюдаются периодические изменения вектора полного сопротивления.

2. Асинхронный режим генератора при потере возбуждения
(асинхронный режим невозбужденного генератора)

К отдельной группе следует отнести асинхронный режим для отдельного генератора, который возникает в случае потери возбуждения вследствие неисправности возбудителя, расцепления полумуфт между ротором и возбудителем, обрыва в цепи ротора, случайного отключения АГП и другие причины

Асинхронный режим невозбужденного генератора – режим, возникающий при потере возбуждения генератора или несинхронном включении невозбужденного генератора в сеть.

В случае потери возбуждения на вал генератора перестает действовать синхронный момент, а момент турбины остается неизменным. В таких условиях вал генератора начнет ускоряться под действием момента турбины и появится скольжение ротора относительно магнитного поля статора. В замкнутых контурах ротора будут наводиться ЭДС и токи, взаимодействие которых с магнитным полем статора создаст асинхронный момент генератора:

— В случае если при некотором скольжении s асинхронный момент сравняется с моментом турбины, то может возникнуть новый стационарный режим. Асинхронный тормозящий момент с увеличением скольжения ротора возрастает. Следует отметить, что мощность турбины с увеличением скольжения уменьшается, это связано с тем, что при увеличении частоты вращения, регулятор частоты вращения турбины начинает сокращать поступление пара (воды).

— В случае если такого баланса нет, то скольжение будет нарастать и при скольжении 7%-10% турбина будет остановлена действием автомата безопасности.

Кратковременная работа турбогенераторов в асинхронном режиме без возбуждения допускается, но в течении небольшого времени и при сниженной нагрузке (п. 5.1.27 ПТЭ РФ).

Цитата:«Допускается кратковременная работа турбогенераторов в асинхронном режиме без возбуждения при сниженной нагрузке».

При потере возбуждения генератор может продолжать выдавать активную мощность, получая возбуждение за счет потребления большой величины реактивной мощности из системы. Однако такой асинхронный режим работы генератора даже со сниженной нагрузкой длительно недопустим, так как вызывает перегревы в частях генератора, а иногда и более тяжелые последствия. Поэтому на современных мощных генераторах предусматриваются защиты, реагирующие на потерю возбуждения и при необходимости отключающие генератор.

Источник