§ 8.9. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ГЕНЕРАТОРА С СЕТЬЮ

Подключение генератора к сети. Рассмотрим параллельную работу генератора, имеющего параллельное или независимое возбуждение, с сетью бесконечно большой мощности, т. е. при условии, что напряжение сети U = const.

Чтобы включить генератор на параллельную работу с сетью, необходимо привести якорь генератора во вращение с номинальной частотой, проверить соответствие полярности щеток генератора и проводов сети и установить такой ток возбуждения, при котором напряжение генератора Uг0 = E0 равно напряжению сети U. При обеспечении этих условий включение генератора не сопровождается броском тока, так как

Условие Uг0 = U проверяют с помощью нулевого вольтметра V (рис. 8.56, а).

Нагрузка генератора. Чтобы нагрузить генератор, подключенный к сети, необходимо повысить его ЭДС. Это можно сделать, увеличивая частоту вращения якоря или ток возбуждения. Удобнее, однако, воздействовать на ток возбуждения. Силу тока нагрузки Iн ≈ Iа при заданном токе возбуждения можно определить графически по внешним характеристикам генератора 1 и 2, построенных при различных значениях тока возбуждения (рис. 8.56,б). Например, при токе возбуждения Iв1 (кривая 1) равенство напряжений генератора Uг и сети U наблюдается в точке А при токе нагрузки Iн = 0, т. е. при таком токе возбуждения можно включать генератор в сеть без толчка тока нагрузки. При токе возбуждения Iв2 внешняя характеристика генератора (кривая 2) пересекается с линией U = const в точке В, соответствующей некоторому установившемуся значению Iн2 тока нагрузки. Работа генератора в этой точке является устойчивой: при случайном изменении тока

Рис. 8.56. Схема подключения генератора с параллельным возбуждением к сети и график для определения его тока нагрузки по внешним характеристикам

нагрузки, а следовательно, и тока якоря на величину ΔIн ≈ ΔIа возникает переходный процесс, для которого где u — напряжение сети; е и iн — мгновенные значения ЭДС генератора и тока нагрузки при переходном процессе; uг — мгновенное значение напряжения генератора; La — индуктивность цепи обмотки якоря.

Из (8.78) следует, что diн /dt = (uг - u)/La. При случайном увеличении тока нагрузки свыше Iн2 напряжение генератора uг становится меньше напряжения сети и; следовательно, производная
diн /dt < 0, т. е. ток нагрузки уменьшается, стремясь к установившемуся значению Iн2. При случайном уменьшении тока ниже Iн2 напряжение uг > u, производная diн /dt > 0 и ток нагрузки возрастает до установившегося значения Iн2.

Рис. 8.57. Графики для определения тока нагрузки при подключении к сети генераторов с последовательным и смешанным возбуждением

Генератор с последовательным возбуждением устойчиво работать параллельно с сетью не может, так как его напряжение Uг увеличивается при возрастании тока нагрузки Iн (рис. 8.57, а). Поэтому при случайном отклонении тока якоря от некоторого установившегося значения Iн, при котором Uг = U (точка А), машина сбрасывает нагрузку или переходит в режим работы, соответствующий большому току.

Внешняя характеристика генератора со смешанным возбуждением (рис. 8.57, б) имеет две точки пересечения с прямой U = const. Точка А соответствует неустойчивому режиму работы, а точка В — устойчивому. Однако и генератор со смешанным возбуждением для параллельной работы с сетью применяют редко, так как для него характерны броски тока при переходе из неустойчивого режима в устойчивый.