7-ma’ruza. Sinxron generatorning parallel ishlashi Ma’ruzarejasi

2.Noaniq sinxronlash usuli. SG larni aniq sinxronlash usuli bilan parallel ulash ko‘p vaqt (10 minut) talab qiladi. Shuning uchun hozirgi vaqtda juda ko‘p elektr stansiyalarda o‘z-o‘zini (noaniq) sinxronlash usuli qo‘llanilmoqda. Bu usul bilan SG kuchlanishi va chastotasi tarmoqnikidan nisbatan kam miqdorda farqli bo‘lgan holda ham generatorni qisqa vaqtda tarmoqqa parallel ulashga erishiladi.
Noaniq sinxronlashda birlamchi motor yordamida hali qo‘zg‘atilmagan (qo‘zg‘atish chulg‘ami o‘zgarmas tok manbaiga ulanmagan) generatorning rotori sinxron aylanish chastotaga yaqin chastota bilan aylantiriladi, keyin stator chulg‘amlari tarmoqqa ulanadi va qo‘zg‘atish chulg‘amiga o‘zgarmas tok beriladi. Bu paytda stator tokining tebranishi kuzatiladi. Shuning uchun bu usul generatorni tez va qisqa vaqt ichida tarmoqqa parallel ulash kerak bo‘lganda qulay hisoblanadi. Sinxronlashdan oldin generator va tarmoq kuchlanishi ayrim fazalarining ketma-ketligi tekshirilgan bo‘lishi shart.
5. Pаrаllеl ulаngаn sinхrоn gеnеrаtоrning nаgruzkа bilаn ishlаshi.
Katta quvvatli (U=const, f=const) elektr tarmog‘i bilan parallel ishlayotgan SG ning xarakteristikalari avtonom ishlayotgan SG nikidan umuman farq qiladi. Katta quvvatli tarmoqning kuchlanishi mashinaning har qanday ish rejimidan qat’iy nazar o‘zgarmaganligi tufayli sinxron mashinaning vektor diagrammasida o‘zgarmas bo‘ladi.
SG ning aktiv quvvatini o‘zgartirish uchun uni harakatga keltirayotgan birlamchi mexanizm (masalan, turbina)ga ta’sir etish, ya’ni uning aylanish chastotasini o‘zgartirish lozim. Buni esa turbinaga kelayotgan suv (GES da) yoki bug‘ (IES va AES larda) bosimini o‘zgartirish yoki o‘zgarmas tok motorining qo‘zg‘atish tokini o‘zgartirish, dizel generatorlarda esa yoqilg‘i miqdorini oshirish bilan amalga oshiriladi.
Generatorning tarmoqqa berayotgan aktiv quvvati quyidagiga teng:
 , (1)
bu yerda: P_e1–stator chulg‘ami zanjiridagi elektr isroflar; P_m–stator o‘zagidagi magnit isroflar.
Katta va o‘rta quvvatli generatorlarda P_e1 va P_m isroflari juda ham kichik bo‘lganligi tufayli ular hisobga olinmasa, generatorning tarmoqqa berayotgan quvvati quyidagiga teng bo‘ladi:
 . (2)
Tarmoq bilan parallel ishlayotgan SG ni tekshirish vaqtida P_em quvvatni mashinaning parametrlari, rotorining holati va uning natijaviy magnit maydoni orasidagi siljish burchagi  orqali ifodalash qulaydir.
Buning uchun (2) formula boshqa ko‘rinishga keltiriladi. Magnit to‘yinishi hisobga olinmagan ayon bo‘lmagan qutbli SG ning vektor diagrammasi stator chulg‘amining aktiv qarshiligi e’tiborga olinmagan (r₁0, demak, I₁r₁ =0) hol uchun 13.2, a-rasmda keltirilgan.
Bu diagrammadan quyidagini aniqlaymiz, ya’ni 0AB va ACB uchburchaklarning umumiy tomoni  =  sin =  cos yoki  va  vektorlarning modullari orqali ifodalansa quyidagi tenglikka ega bo‘lamiz:
E₀ sin_= I₁x_sncos. (3)
Bu tenglamaning ikkala tomonini SG ning fazalar soni m ga va kuchlanishi U ga ko‘paytirib, sinxron induktiv qarshilik xsn ga bo‘la­miz, natijada uch fazali sinxron mashinaning elektromagnit quvvatini aniqlash formulasi kelib chiqadi:
P_em = mUI₁cos = (mUE₀ /x_sn) sin_. (4)
Bu ifodadan ko‘rinishicha, elektromagnit quvvat P_em kuchlanish U, EYK E₀ va ular orasidagi siljish burchagi  larga bog‘liq bo‘lar ekan. Kuchlanish U va EYK E₀ vektorlar orasidagi  burchak yuklanish burchagi deyiladi.¹
Ayon bo‘lmagan qutbli SG ning elektromagnit momenti quyidagi ifodadan topiladi:
, (5)
bu yerda: ω₁=2n/602f₁– magnit maydonining burchak tezligi.
₁const bo‘lgani uchun M P_em bo‘ladi. 2,b-rasmda P_em (yoki M) = f() bog‘liqlik ko‘rsatilgan bo‘lib, unga SG elektromagnit quvvati yoki elektromagnit momentining burchak xarakteristikasi deyiladi.
Bunda Uconst, f₁const va E₀const (I_qoz const) bo‘ladi. P_Nva M_N larning qiymatlariga nominal burchak N to‘g‘ri keladi va u N  2035 oralig‘ida bo‘ladi. Burchak 2 bo‘lsa, sin1 bo‘lib, quvvat va moment o‘zlarining maksimum qiymatlariga ega bo‘ladi.
, . (6)
Ayon bo‘lmagan qutbli SG burchak =0/2 oraliqda sinxron rejimda ishlay oladi. >/2 da esa sinxronizmdan chiqib ketadi va avariya holati yuz beradi.
1 3.2-rasm. Ayon bo‘lmagan qutbli (a, b) va ayon qutbli (d, e) SGning elektromagnit quwatini aniqlashga oid soddalashgan vektor diagrammalar (a, d) va tegishlicha aktiv quwatining burchak xarakteristikalari (b, e).
Ayon qutbli SG ning elektromagnit quvvatini vektor diagrammadan (13.2,c-rasm) foydalangan holda quyidagicha aniqlanadi. Magnit zanjirining to‘yinishi hisobga olinmagan SG stator chulg‘amining aktiv qarshiligi kichikligidan r₁0 deb hisoblanadigan katta va o‘rta quvvatli SG ning aktiv quvvati quyidagiga teng:
. (7)
Vektor diagrammadan =– ekanligini aniqlab (7) formulaga qo‘yamiz
(8)
Kuchlanish va kuchlanish pasayishi vektorlarini E₀ vektori yo’nalishiga (bunga mashinaning ko‘ndalang «q» o‘qi to‘g‘ri keladi) va unga perpendikulyar bo‘lgan yo‘nalish (mashinaning «d» o‘qi)ga proeksiya­lab quyidagi ifodalarga:
; . (9)
ega bo‘lamiz, bulardan esa tokning ko‘ndalang (I_q) va bo‘ylama (I_d) tashkil etuvchilarini aniqlaymiz:
, . (10)
Toklarning bu qiymatlariniga quyib ayon qutbli sinxron mashinaning parametrlari orqali ifodalangan elektromagnit quvvatini hisoblash formulasini hosil qilamiz:
(11)
(11) dan ko‘rinishicha, quvvatning birinchi, ya’ni asosiy tashkil etuvchisi kuchlanishga va EYK E₀ ni hosil qiladigan qo‘zg‘atish chulg‘amining magnit oqimiga bog‘liq bo‘ladi, ikkinchi tashkil etuvchisi esa mashinaning qo‘zg‘atish oqimiga bog‘liq emas, ya’ni u kuchlanish kvadratiga va mashinaning bo‘ylama va ko‘ndalang o‘qlari bo‘yicha induktiv qarshiliklarining farqi (x_d x_q, odatda x_d> x_q) tufayli hosil bo‘ladi. Nominal qo‘zg‘atishda quvvatning ikkinchi tashkil etuvchisi birinchi (asosiy) tashkil etuvchi amplitudasining 2035% ni tashkil etadi.
Ayon bo‘lmagan qutbli sinxron mashinalarda x_d=x_q, shu sababli (11) formulada ikkinchi tashkil etuvchisi qatnashmaydi.