발전기의 병렬 작동

발전소에는 여러 개의 터보 또는 유압 장치가 항상 설치되어 발전기 또는 서지의 공통 버스바에서 병렬로 함께 작동합니다.

결과적으로 발전소의 전기 생산은 병렬로 작동하는 여러 발전기에 의해 생산되며 이러한 협력에는 많은 가치 있는 이점이 있습니다.

발전기의 병렬 작동:

1. 발전소 및 변전소 장비 운영의 유연성을 높이고 발전기, 주요 장비 및 해당 배전 장치의 예방 유지 보수를 최소한의 필요 예비비로 용이하게 합니다.

2. 발전소 운영의 효율성을 높입니다. 이는 장치 간 일일 부하 일정을 가장 효율적으로 분배하여 전기를 최대한 활용하고 효율성을 높이는 것입니다. 수력 발전소에서는 홍수 기간과 여름 및 겨울 저수 기간 동안 물 흐름의 힘을 최대로 사용할 수 있습니다.

삼.발전소의 신뢰성과 중단없는 작동 및 소비자에게 전원 공급을 증가시킵니다.

쌀. 1. 발전기 병렬 운전 개략도

생산량을 늘리고 전력 분배를 개선하기 위해 많은 발전소가 결합되어 병렬로 작동하여 강력한 전력 시스템을 형성합니다.

정상 작동에서 발전기는 공통 버스(발전기 또는 과전압)에 연결되고 동기식으로 회전합니다. 로터는 동일한 각 전기 속도로 회전합니다.

병렬 운전에서 두 발전기 단자의 순간 전압은 크기가 같고 부호가 반대여야 합니다.

병렬 작동을 위해 발전기를 다른 발전기(또는 네트워크)와 연결하려면 동기화가 필요합니다.

병렬로 작동하고 연결된 발전기는 동위상이어야 합니다. 즉, 동일한 위상 회전 순서를 가져야 합니다.

그림에서 볼 수 있듯이. 1, 병렬 작동에서 발전기는 서로에 대해 서로 연결됩니다. 스위치의 전압 U1과 U2는 정반대입니다. 부하와 관련하여 발전기는 그에 따라 작동합니다. 즉, 전압 U1과 U2가 일치합니다. 발전기의 이러한 병렬 작동 조건은 그림의 다이어그램에 반영됩니다. 2.

쌀. 2. 병렬 운전을 위해 발전기를 켜기 위한 조건. 발전기 전압은 크기가 같고 위상이 반대입니다.

생성기를 동기화하는 방법에는 미세 동기화와 대략적인 동기화 또는 자체 동기화의 두 가지가 있습니다.

발전기의 정확한 동기화를 위한 조건.

정확한 동기화를 통해 흥분된 발전기는 동기화 조건에 도달하면 스위치 B(그림 1)를 통해 네트워크(버스)에 연결됩니다. 즉 전압 U1 = U2의 순간 값이 동일합니다.

발전기가 개별적으로 작동하는 경우 순간 위상 전압은 각각 동일합니다.

이는 발전기의 병렬 연결에 필요한 조건을 의미합니다. 발전기가 켜져 있고 실행 중인 경우 다음이 필요합니다.

1. 유효 전압 값 U1 = U2의 동등성

2. 각주파수의 동등성 ω1 = ω2 또는 f1 = f2

3. 위상 ψ1 = ψ2 또는 Θ = ψ1 -ψ2 = 0의 전압 정합.

이러한 요구 사항을 정확하게 충족하면 발전기를 켤 때 고정자 균등화 전류가 0이 된다는 사실을 특징으로 하는 이상적인 조건이 생성됩니다. 그러나 정확한 동기화 조건을 충족하려면 발전기 전압의 전압, 주파수 및 위상 각의 비교 값을 신중하게 조정해야 합니다.

이와 관련하여 이상적인 동기화 조건을 완전히 충족하는 것은 사실상 불가능합니다. 그들은 약간의 편차를 가지고 대략적으로 수행됩니다. 위의 조건 중 하나가 충족되지 않으면 U2일 때 열린 통신 스위치 B의 단자에 전압 차이가 작용합니다.

쌀. 3. 정확한 동기화 조건에서 벗어난 경우에 대한 벡터 다이어그램: a — 발전기의 작동 전압이 동일하지 않습니다. b — 각주파수가 같지 않습니다.

스위치가 켜지면 회로의 이러한 전위차 작용으로 등화 전류가 흐르고 초기 순간의 주기적 구성 요소는 다음과 같습니다.

다이어그램(그림 3)에 표시된 정확한 동기화 조건에서 벗어난 두 가지 경우를 고려하십시오.

1. 발전기 U1과 U2의 작동 전압이 같지 않고 다른 조건이 충족됩니다.

2. 발전기는 동일한 전압을 갖지만 다른 속도로 회전합니다. 즉, 각 주파수 ω1과 ω2가 같지 않고 전압 사이에 위상 불일치가 있습니다.

그림의 다이어그램에서 볼 수 있듯이. 3, a, 전압 U1과 U2의 유효 값의 불평등은 발전기의 활성 저항과 연결 와이어의 네트워크는 매우 작고 무시됩니다. 이 전류는 유효 전력 서지를 생성하지 않으므로 발전기 및 터빈 부품에 기계적 응력이 발생하지 않습니다. 이와 관련하여 병렬 작동을 위해 발전기를 켤 때 전압 차이는 최대 5-10%, 비상 사태의 경우 최대 20%까지 허용될 수 있습니다.

rms 전압 값 U1 = U2는 같지만 각 주파수가 다를 때 Δω = ω1 — ω2 ≠ 0 또는 Δf = f1 — f2 ≠ 0, 발전기 및 네트워크의 전압 벡터(또는 두 번째 발전기의 )는 시간에 따라 변하는 특정 각도 Θ로 이동합니다. 이 경우 발전기 U1과 U2의 전압은 180 ° 각도가 아니라 180 ° -Θ 각도만큼 위상이 다릅니다 (그림 3, b).

열린 스위치 B의 단자에서 지점 a와 b 사이에 전압 차이 ΔU가 작용합니다. 앞선 경우와 같이 전압의 존재는 전구를 사용하여 감지할 수 있으며, 이 전압의 실효값은 a와 b 지점 사이에 연결된 전압계로 측정할 수 있습니다.

스위치 B가 닫히면 전압 차이 ΔU의 작용으로 등화 전류 I”가 발생하여 U2와 관련하여 거의 순전히 활성화되고 발전기가 병렬로 켜지면 충격과 기계적 샤프트와 발전기 및 터빈의 다른 부품에 가해지는 응력.

ω1 ≠ ω2에서 슬립이 s0 <0, l%이고 각도 Θ ≥ 10°이면 동기화가 완전히 만족됩니다.

터빈 조절기의 관성으로 인해 각 주파수 ω1 = ω2와 발전기의 고정자와 회 전자 권선의 상대적 위치를 특징 짓는 전압 벡터 사이의 각도 Θ의 장기적인 평등을 달성하는 것은 불가능합니다. 일정하게 유지되지 않고 지속적으로 변경됩니다. 순간 값은 Θ = Δωt가 됩니다.

벡터 다이어그램 (그림 4)에서 마지막 상황은 전압 벡터 U1과 U2 사이의 위상 각이 변경되면 ΔU도 변경된다는 사실로 표현됩니다. 이 경우의 전압차 ΔU를 충격 전압이라고 합니다.

쌀. 4. 주파수 불평등이 있는 발전기 동기화의 벡터 다이어그램.

클럭 전압 Δu의 순시 값은 발전기의 전압 u1과 u2의 순시 값 간의 차이입니다 (그림 5).

유효 값 U1 = U2의 동등성이 달성되고 기준 시간 ψ1 및 ψ2의 위상 각도도 동일하다고 가정합니다.

그럼 당신은 쓸 수 있습니다

충격 응력 곡선은 그림 1에 나와 있습니다. 5.

리듬 전압은 비교 주파수 합의 절반에 해당하는 주파수와 위상각 Θ에 따라 시간에 따라 달라지는 진폭으로 고조파로 변경됩니다.

그림의 벡터 다이어그램에서.4, 각도 Θ의 특정 지정된 값에 대해 충격 응력의 유효 값을 찾을 수 있습니다.

쌀. 5. 스트레스 극복 곡선.

시간 경과에 따른 각도 Θ의 변화를 고려하여 충격 응력 진폭 측면에서 쉘에 대한 표현식을 작성할 수 있습니다. 이는 시간 경과에 따른 응력 진폭의 변화를 나타냅니다(그림 5, b의 점선 곡선). ):

그림의 벡터 다이어그램에서 볼 수 있듯이 4 및 마지막 방정식에서 충격 응력 진폭 ΔU는 0에서 2 Um까지 다양합니다. ΔU의 가장 큰 값은 전압 벡터 U1과 U2(그림 4)의 위상과 각도 Θ = π가 일치하는 순간이고 가장 작은 값은 이러한 전압의 위상이 180°만큼 다르고 각도 Θ = 0일 때입니다. 리듬 곡선의 주기는

발전기가 강력한 시스템과 병렬 작동을 위해 연결될 때 시스템의 xc 값은 작고 무시할 수 있습니다(xc ≈ 0).

돌입 전류

전류 Θ = π에서 바람직하지 않은 스위칭 온의 경우, 스위치 온 발전기 고정자 권선의 서지 전류는 발전기 단자의 3상 단락 서지 전압 값의 두 배에 도달할 수 있습니다.

그림의 벡터 다이어그램에서 볼 수 있듯이 등화 전류의 활성 구성 요소입니다. 4는