cuplarea la reţea a unei maşini sincrone

Cuplarea la reţea a unei maşini sincrone

Schema principială de cuplare la reţea a unei maşini sincrone trifazate


cuplarea la reţea trebuie făcută astfel încâtperturbaţia produsă să fie minimă. Acestlucru are loc dacă la cuplare nu avem şocde curent, adică I = 0.Şocurile de curent la cuplare, la fel ca în cazulpornirii motoarelor asincrone produc o serie deneajunsuri cum ar fi scăderea tensiunii la barelelocale de alimentare, eforturi electrodinamice(forţe) şi termice importante,şocuri de cuplu laaxul maşinilor, pierderea stabilităţiistatice saudinamice


Pentru ca la închiderea întrerupătorului K să nuavem şoc de curent, estenecesar ca tensiunile deo parte şi de alta a contactelor acestuia să fieidentice ca formă, de variaţie în timp.• Aceasta înseamnă, ţinând seama de variaţia

sinusoidală şi de existenţa celor trei faze, următoarele condiţii:

• – aceeaşi succesiune a fazelor• – aceleaşi frecvenţe• – aceleaşi valori efective• – de fazaj nul

Metoda sincronizării precise

Metoda de cuplare în reţea care urmăreşteîndeplinirea cu precizie a condiţiilor 1...4enunţate anterior, se numeşte „metodasincronizării precise (exacte)” .În cele mai simple cazuri se folosescVoltmetre de curent alternativ şisincronoscoape. Asa numitul „sincronoscopcu foc învârtitor”.


sincronoscop cu foc învârtitor

Prima condiţie (1) de realizare a aceleiaşi succesiuni a fazelor se verifică cu syncronoscopul cu foc învârtitor din fig. în modul următor: dacă cele trei becuri L1,L2,L3 se aprind şi se sting în acelaşi ritm (se zice că avem foc propulsatoriu) înseamnă că succesiunea este inversată, iar dacă ele se aprind şi se sting succesiv creând impresia de lumină rotitoare (foc învârtitor) înseamnă că succesiunea fazelor este aceeaşi la ambele sisteme de tensiuni trifazate.

două cazuri posibile în care se pot afla la un moment de timp dat, cele două sisteme de fazori 1,2,3 şi 1’2’3’


Cele trei becuri electrice sunt supuse tensiunilordiferenţă 1-1’, 2-3’ şi 3-2’ reprezentate prin fazorii L1, L2 şi L3.Cum frecvenţele nu sunt în general aceleaşi, cele douăsisteme de fazori se rotesc reciproc cu o viteză egală cudiferenţa pulsaţiilor , ceea ce face ca în cazul succesiuniicorecte tensiunile pe cele trei becuri să varieze în timp înmod periodic şi defazat, producând impresia de „focînvârtitor” (dacă > sensul de rotire al „focului” este celdin figură). În cazul succesiunii inverse tensiunile pe celetrei becuri sunt egale în orice moment (dar variabile întimp), ceea ce produce variaţii în fază ale luminii lor, adicăimpresie de „foc pulsator”.

2 1


În acest din urmă caz, pentru restabilirea succesiunii corecte putem inversa două faze pe partea reţelei, sau pe partea generatorului (în nici un caz pe ambele !), sau putem inversa sensul de rotaţie al generatorului (procedeu neuzual). În centralele electrice unde conexiunile sunt executate odată pentru totdeauna, iar sensul de rotaţie este întotdeauna acelaţi, nu se pune problema verificării succesiunii fazelor, decît o singură dată în faza de montaj.


Cea de-a doua condiţie de egalitate a frecvenţelor (2) revine la aprecierea momentului în care cele două stele de fazori vor fi în repaus relativ, caz în care cele trei tensiuni aplicate becurilor nu vor mai varia în timp (ca valoare efectivă bineînţeles). Acest lucru înseamnă o stare de iluminare invariabilă a fiecărui bec electric, adică „oprirea focului învârtitor”. Pentru realizarea acestei condiţii trebuie reglată viteza de antrenare a generatorului, acţionând asupra motorului primar în sensul necesar.

• Verificarea condiţiei a treia, de egalitate a valorilor efective, se face cu ajutorul voltmetrului V, măsurând tensiunile de linie ale reţelei şi generatorului şi reglând prin variaţia curentului de excitaţie tensiunea celui din urmă până la valoarea necesară.

• Ultima condiţie se verifică tot cu ajutorul voltmetrului V conectat însă între două faze omoloage 1 – 1’ sau 2 – 2’ , sau 3 – 3’. Pentru a realiza defazaj nul, deci tensiune nulă la voltmetru, se va strica puţin condiţia de egalitate a frecvenţelor, modofocând puţin viteza de antrenare a generatorului, fapt ce are ca urmare o alunecare uşoară a celor două sisteme de fazori. Urmărind indicaţiile voltmetrului se va închide întrerupătorul tripolar în momentul trecerii prin zero a acului indicator al voltmetrului.


• În centralele electrice se folosesc pentru cuplarea la reţea „panouri de sincronizare” prevăzute cu două frecvenţmetre şi două voltmetre (pentru reţea şi generator) şi cu un sincronoscop bazat pe princpiul câmpurilor învârtitoare, care indică operatorului sensul de reglare al vitezei de rotaţie a agregatului, precum şi momentrul de închidere a întrerupătorului de conectare la reţea a generatorului.


• Metoda descrisă, a sincronizării precise, asigură o cuplare teoretic perfectă a maşinii la reţea, lipsită total de şocuri de curent sau cuplu, dacă este executată corect. Dacă însă nu sunt respectate condiţiile (1)...(4), la cuplare vor apărea curenţi egalizatori. Maşina va avea atunci la cuplare un regim tranzitoriu caracterizat de şocuri de putere actuvă şi reactivă, de scăderea temporară a tensiunii la barele de alimentare, de oscilaţii ale rotorului (pendulaţii), fenomene ce pot compromite procesul de cuplare la reţea. Şocurile de putere reactivă sunt preluate numai de generator, dar cele de putere activă sunt transmise şi motorului primar sub formă de şocuri de cuplu (accelerator sau frânant).


• Faţă de avantajul oferit al lipsei şocurilor la cuplare, metoda sincronizării precise are însă o serie de dezavantaje:

• necesită efectuarea multor manevre, cu aparatură complexă şi cu calificare înaltă a operatorului.

• Durează destul de mult timp (peste 5 min.)• În cazul unor manevre gerşite poate duce la şocuri

de valoare comparabilă cu scurtcircuitul brusc la borne

• Nu poate fi aplicată în condiţii de avarie în sistem, când tensiunea şi frecvenţa oscilează permanent


• Primul dezavantaj poate fi eliminat prin eliminarea sincronizatoarelor în locul sincronizării manuale. Cel de-al doilea şi ultimul sunt însă decisive în caz de avarie şi au condus la folosirea mai cu seamă în ultimele decenii a unei alte metode de cuplare la reţea şi anume metoda autosincronizării.


• Această metodă necesită timp mult mai redus (1...2 min), putând fi aplicată şi în caz de avarie în sistem (ajută chiar la lichidarea avariei şi restabilirea regimului normal de lucru al sistemului).

Metoda autosincronizării

• Procesul cuplării la reţea prin metoda autosincronizării decurge în trei etape: a – generatorul neexcitat (excitaţia se închide pe o rezistenţă de cca. 10 ori mai mare ca rezistenţa înfăşurării) se învârte cu ajutorul motorului primar în sensul corect, la o viteză apropiată de cea de sincronism (alunecare de ordin 2...4%), indusul fiind deschis (în gol).b – se cuplează la reţea înfăşurarea indusului;c – la scurt interval după cuplare (zecimi de secundă) se comută fără întrerupere înfăşurarea de excitaţie de pe rezistenţă pe sursa de alimentare cu curent continuu, rotorul intrând în sincronism ca urmare a cuplului sincron, în circa .1...2 sec.

Metoda autosincronizării

• Metoda este mult mai rapidă ca cea precedentă (cca.1-2 min.) necesită calificare mai redusă, aparatură de comandă şi control, mai puţin complicată, se poate automatiza uşor şi ceea ce este mai important se poate aplica în condiţii de avarie când tensiunea şi frecvenţa variază de la un moment la altul.

cuplarea la reţea a unei maşini sincrone

Documents