Електростанції часто використовують генератори як резервні джерела живлення для подолання перебоїв у подачі електроенергії в мережі, несправностей обладнання живлення та технічного обслуговування обладнання. У разі відключення електроенергії генератор повинен автоматично запуститися протягом кількох секунд, щоб подати живлення до шафи живлення та електрообладнання, а потім відключити головний вимикач, підключений до мережі. Коли живлення від мережі відновиться, щоб переключитися на живлення від мережі, не спричинивши відключення електроенергії під час процесу перетворення, генератор повинен працювати паралельно з мережею, а після успішного підключення до мережі негайно відключитися від мережі. Паралельна робота є дуже важливою операцією. Несинхронне паралельне підключення генератора генеруватиме великий ударний струм, що не тільки загрожує безпеці самого генератора, але й спричиняє коливання в мережі та порушує стабільність. Тому необхідно, щоб пристрій та пристрої керування та захисту були повними та надійними.
1. Система паралельних операцій
Для паралельної роботи генератора необхідно виконати такі умови:
① Послідовність фаз живлення, що генерується генератором, така ж, як і послідовність шин мережі. В іншому випадку генератор не тільки не зможе увійти в синхронізацію, але й генеруватиметься великий коливальний струм, що призведе до надмірного електричного навантаження на обмотку генератора, що призведе до деформації котушки та короткого замикання ізоляції.
② Ефективне значення напруги генератора дорівнює або близьке до значення напруги шини мережі (різниця напруг < 10), інакше через різницю потенціалів виникне внутрішня циркуляція реактивного струму, що генеруватиме велику електромагнітну ударну силу.
③ Частота генератора повинна бути практично рівною частоті джерела живлення енергосистеми (різниця частот не може перевищувати 0,5–1 Гц), інакше через активну складову струму коливань та напруги коливань на валу генератора виникатимуть механічні вібрації, що призведуть до пошкодження генератора та вплинуть на стабільність мережі.
④ Фаза напруги генератора дорівнює напрузі енергосистеми (різниця фаз < 10°), інакше виникне вплив реактивного та активного струмів, що призведе до перегорання генератора.
⑤ Форми хвиль однакові, і генератор, і сітка мають синусоїдальні форми хвиль.
Коли генератор працює паралельно з мережею, оскільки потужність мережі значно більша, ніж у генератора, зміни робочого стану генератора не впливають на напругу та частоту мережі. Тому, коли генератор підключено до мережі, можна вважати, що напруга та частота мережі постійні. Вихідна напруга підключеного генератора регулюється шляхом збільшення або зменшення струму збудження, а швидкість газотурбінного двигуна регулюється для регулювання частоти. Миттєва швидкість регулюється для забезпечення різниці фаз, і в момент, коли умови паралельної роботи фактично виконані, головний автоматичний вимикач генератора вмикається, щоб ввести генератор у систему. Це процес паралельної роботи генератора.
Для візуального визначення виконання умов паралельного з'єднання екран генератора оснащений вимірювачем різниці напруг, двома комплектами індикаторів та вимірювачем для перевірки та моніторингу. Водночас також передбачено автоматичний синхронний паралельний пристрій. За допомогою вимірювача різниці напруг можна виміряти різницю напруги між напругою на клемах генератора, що підключається, та мережевою шиною; за допомогою темного та яскравого станів індикаторів можна перевірити частоту та послідовність фаз генератора та боку мережевої шини; коли частота генератора, що підключається, вища за робочу частоту мережі, стрілка вимірювача швидше обертається за годинниковою стрілкою; навпаки, вона обертається проти годинникової стрілки. Чим більша різниця напруг, тим швидше обертається стрілка вимірювача, а коли різниця напруг зменшується, стрілка обертається повільніше. Коли різниця напруг між двома сторонами зменшується до певної міри, положення стрілки та кут між точками дорівнюють різниці фаз між напругами двох сторін. Коли вищезазначені прилади показують, що умови паралельного підключення виконано, можна виконувати ручну синхронну паралельну роботу.
2. Розділена система захисту
Для забезпечення надійної та стабільної роботи енергогенеруючого агрегату після підключення до мережі, цей агрегат оснащений повним та безпечним захисним пристроєм. У разі виникнення наступних несправностей агрегат автоматично вимикається, відключається від мережі та автоматично вимикається.
① Перевантаження: Якщо вихідна потужність генераторної установки під час роботи перевищує 10% від номінальної потужності, генератор легко пошкодиться через перевантаження. Датчики навантаження встановлені на місці. У разі сильного перевантаження він автоматично вимкнеться. ② Перевищення швидкості: Якщо генераторна установка працює зі швидкістю, що перевищує номінальну, це призведе до того, що частота живлення відрізнятиметься від частоти мережі. Тому було розроблено реле швидкості. Коли робоча швидкість генератора перевищує номінальну швидкість більш ніж у 2 рази, це вважається несправністю, і генератор автоматично вимкнеться.
③ Помилка тиску оливи: Нормальна робота системи змащення генераторної установки відображається тиском оливи в ній. Якщо тиск оливи ненормальний, це можна вважати ненормальним робочим станом генераторної установки. У важких випадках реле може автоматично вимкнути генератор.
④ Несправності, пов'язані з температурою та рівнем води: Циркулююча вода всередині генератора використовується для охолодження генераторної установки. Відсутність води, недостатня кількість води або надмірна температура води всередині генераторної установки свідчить про те, що система охолодження несправна, і генераторна установка може бути пошкоджена. Встановлено датчики температури води та рівня води, які автоматично вимикають генераторну установку у разі виникнення ненормальних ситуацій.
⑤ Несправність акумулятора: Акумулятор використовується для забезпечення самозбудження статора генераторної установки. Якість системи збудження безпосередньо впливає на якість роботи генераторної установки. Тому було розроблено реле напруги акумулятора. У разі його виходу з ладу воно автоматично вимикає генераторну установку.
⑥ Помилка напрямку живлення: Коли генераторна установка працює нормально, вона видає електричну енергію в мережу. Коли вона не працює нормально, мережа забезпечує живлення генераторної установки. У цей час генераторна установка перетворюється на електродвигун і споживає електричну енергію. Тому було розроблено реле напрямку живлення, щоб генераторна установка подавав живлення лише в мережу. Після зміни напрямку живлення вона відключається від мережі та автоматично вимикається.
⑦ Пристрій аварійної зупинки: У разі виникнення аварійної ситуації в генераторній установці можна натиснути кнопку аварійної зупинки, щоб миттєво відключити генераторну установку від мережі та зупинити її роботу.
III. Система збудження генератора та вторинний контур
3.1 Система збудження
Система збудження є основним компонентом синхронного генератора змінного струму. Якість системи збудження безпосередньо впливає на характер та якість роботи синхронного генератора. Синхронний генератор, встановлений на електростанції Чаочжоу Датан, є самозбуджувальним безщітковим генератором постійної напруги, оснащеним складною системою збудження. Потужність збудження генератора отримується від його внутрішніх компонентів. Ця складна система збудження має хороші динамічні характеристики. При раптовому навантаженні або розвантаженні номінального навантаження перехідний процес напруги невеликий, перехідний процес невеликий, перевантажувальна здатність може досягати в 2,5 раза більшої за номінальний струм, і він може витримувати в 3 рази більше номінального значення струму короткого замикання. Під дією регулятора AVR він може досягти високої стаціонарної швидкості регулювання напруги та інших видатних переваг.
3.2 Вторинний контур
Вторинний ланцюг генератора складається з різних функціональних основних схем, включаючи головним чином схему регулювання напруги генератора, схему регулювання швидкості генератора, схему автоматичного синхронного паралельного керування, схему автоматичного паралельного, ручного паралельного керування та керування відключенням, схему вимірювання, схему керування допоміжним обладнанням генератора, схему обмеження вихідної потужності генератора, схему керування зворотною потужністю, схему живлення та заряджання постійного струму 24 В, схему запуску та зупинки двигуна та схему релейного захисту.
Якщо у вас є додаткові запитання щодо генераторної установки, зверніться до команди Beidou Power. Ми маємо понад десять років професійного досвіду у виробництві та продажу обладнання для виробництва електроенергії, а також професійну команду інженерів, готових обслужити вас. Оберіть Beidou Power, будьте певні, ми раді вітати вас на заводській перевірці.
Час публікації: 09 лютого 2026 р.