Включение генераторов на параллельную работу с сетью может производиться двумя способами: способом самосинхронизации, когда невозбужденный генератор включается в сеть при подсинхронных оборотах и втягивается в синхронизм после подачи возбуждения (при включении АГП), и способом точной синхронизации, когда возбужденный генератор включается в сеть в однозначно выбранный момент, при совладении фаз, равенстве частот и напряжений генератора и сети.
Для ознакомления с особенностями схем синхронизации остановимся на схемах точной синхронизации, наиболее сложных и требующих чрезвычайно внимательного отношения к их выполнению, так как ошибка в них может привести к тяжелой аварии. Эти схемы имеют ряд -особенностей, которые определяются их особой ответственностью и излагаются ниже применительно к схемам точной ручной синхронизации (рассмотрение схем точной автоматической синхронизации не входит в задачу данной работы).
На рис. 2-16 показана примерная схема синхронизации при двух системах шин. Схема обеспечивает точную ручную синхронизацию генератора с выбранной системой шин, а также позволяет синхронизировать две системы шин через шиносоединительный выключатель.
Момент включения выключателя синхронизируемого присоединения определяется одним центральным аппаратом ЩСХ (колонкой синхронизации), подключенным к общим шинкам синхронизации ШСХа, ШСХс, ШСХа' с помощью специального переключателя ПРС. Этот переключатель нормально отключен, включается только на время синхронизации и имеет три положения: «Г» — грубая синхронизация, «Т» — точная синхронизация, «О» — отключено.
Для исключения возможности одновременного подключения к шинкам аппаратуры различных способов синхронизации переключатели центральных аппаратов синхронизации имеют общую съемную рукоятку, снятие которой возможно лишь при установке переключателя в положение «Отключено». Схема включения центральных аппаратов синхронизации показана на рис. 2-17.
Выбор напряжений синхронизируемых систем производится блок- контактами разъединителей (или реле положения разъединителей РПР) синхронизируемого присоединения, что обеспечивает подачу к приборам синхронизации напряжений рабочей и подключаемой систем в полном соответствии с первичной схемой.
Рис. 2-16. Принципиальная схема синхронизации.
Выбор выключателя, на котором должно производиться объединение синхронизируемых систем, осуществляется при помощи индивидуальных переключателей ПСХ, через контакты которых подаются на шинки синхронизации сравниваемые напряжения, а также проходят оперативные цепи включения синхронизируемого присоединения. Одновременное включение нескольких переключателей ПСХ может привести к ошибкам при синхронизации или к включению на шинки синхронизации нескольких напряжений, что равносильно короткому замыканию во вторичных цепях напряжения. Поэтому все переключатели ПСХ имеют общую съемную рукоятку, снятие которой возможно лишь при установке переключателя в положение «отключено».
Фаза b всех трансформаторов напряжения заземляется и подводится к центральному аппарату синхронизации через общую шинку ШНb помимо индивидуальных переключателей синхронизации. Это дает возможность, выполняя требования правил техники безопасности об обязательном заземлении вторичных обмоток измерительных трансформаторов, одновременно сократить количество контактов ключей и блок-контактов в схеме синхронизации. Кроме того, наличие шинки ШНb создает на всех трансформаторах напряжения общую точку, без чего невозможно сравнение синхронизируемых напряжений.
Заземление фазы b на вторичной стороне трансформаторов напряжения, используемых для синхронизации, соблюдается независимо от их схемы соединения (звезда, открытый треугольник). Только при соблюдении этого условия возможно правильное сравнение напряжений.
Так, при одном и том же первичном напряжении и при соединении трансформаторов напряжения по схемам Υ/Υ и V/V вторичные напряжения также будут одинаковыми по величине и совпадающими по
фазе при условии, что во вторичных цепях заземлена одноименная фаза (обычно фаза b). Подобный вариант показан на рис. 2-15.
Для устранения возможности несинхронных включений при ошибочных действиях персонала в схеме точной ручной синхронизации предусматривается релейная блокировка от несинхронных включений, обычно выполняемая с помощью реле РБС типа ЭН-535/200. К обмоткам реле подводятся одноименные линейные напряжения рабочей и подключаемой систем.
Рис. 2-17. Схема включения центральных аппаратов синхронизании.
Когда напряжения, поданные на реле блокировки, совпадают по фазе, контакты реле РБС замыкаются, что обеспечивает подачу оперативного «плюса» на контакты ключа управления через шинки 1ШИС и 2ШИС.
Если в этот момент подается команда на включение, то срабатывает реле РП с последовательной обмоткой, которое самоудерживается и обеспечивает завершение операции независимо от того, на какой угол разойдутся за это время векторы синхронизируемых напряжений. Такое закрепление сигнала позволяет избежать срыва включающего импульса при производстве синхронизации и обеспечить надежное включение выключателя. Схема предусматривает также возможность включения выключателя помимо реле блокировки от несинхронного включения, что может потребоваться при ремонтах выключателей или опробовании системы шин. Это достигается путем закорачивания контактов реле блокировки специально предусмотренной для этой цели накладкой Н. Схема оперативных цепей выключателя синхронизируемого присоединения показана на рис. 2-18.
При синхронизации на выключателях трансформаторов или блоков генератор—трансформатор, где сравниваются напряжения систем, разделенных трансформатором, необходима компенсация углового сдвига, определяемого группой соединения трансформатора. В этом случае подача напряжений на центральный аппарат синхронизации может производиться двумя способами. В системах с глухо заземленной нейтралью к устройству точной синхронизации со стороны высшего напряжения может быть подано напряжение третьей обмотки соответствующей фазы трансформатора напряжения, обычно используемой в схеме разомкнутого треугольника для получения напряжения нулевой последовательности.
Рис. 2-18. Схема оперативных цепей синхронизируемого присоединения.
Выбор напряжения, снимаемого для синхронизации с обмотки трансформатора напряжения, соединенного в разомкнутый треугольник, определяется следующим требованием: при синхронных первичных напряжениях рабочей и подключаемой систем шин вторичные напряжения, используемые в схеме синхронизации, должны быть синхронны и равны по величине.
Для синхронизации с системами, имеющими изолированную нейтраль, этот способ неприменим, так как в зависимости от состояния изоляции фаз в системе величины фазовых напряжений могут меняться от нуля до линейного напряжения, в результате чего невозможно поддерживать напряжение неизменным во всех режимах.
Рис. 2-19. Принципиальная схема синхронизации на выключателях трехобмоточного трансформатора.
Рис. 2-20. Принципиальная схема синхронизации для двух систем шин на выключателе секционного реактора.
В этом случае компенсация углового сдвига производится с помощью фазоповоротного промежуточного трансформатора ФПТ с коэффициентом трансформации 
и группой соединения, повторяющей группу силового трансформатора (рис. 249).
Этот трансформатор является центральным аппаратом синхронизации и подключается одной обмоткой к шинкам синхронизации, а другой — к специальным вспомогательным шинкам ВШа и ВШс, на которые подаются напряжения, нуждающиеся в изменении фазы. Обычно принято изменять эту фазу напряжения от трансформаторов напряжения с низшей стороны силового трансформатора.
Подача напряжений на центральный аппарат синхронизации как при ручной, так и при автоматической синхронизации производится через один и те же блок- контакты разъединителей и контакты переключателей ПСХ.
Примеры подачи синхронизируемых напряжений на шинки синхронизации для различных случаев приведены на рис. 2-19, 2-20 и 2-21. Схемы выполнены в соответствии с описанными выше техническими условиями.
На рис. 2-19 приведена схема подачи синхронизируемых напряжений на трехоб моточном трансформаторе. В данной схеме синхронизация может производиться на всех трех выключателях, что обусловливает необходимость ряда блокировок. В основном схема не отличается от ранее описанных схем синхронизации генератора, секционного выключателя и блока. Разница заключается в том, что при наличии трех разных напряжений необходимо выполнять схему так, чтобы ошибочное включение одного из выключателей не привело к подаче на трансформатор двух несинхронных напряжений, что равносильно короткому замыканию. Во избежание этого одно из синхронизируемых напряжений подается на схему через замыкающий блок-контакт выключателя, включаемого перед производством синхронизации.
Одноименные фазы этих напряжений со стороны 110 и 220 кВ объединяются на переключателе ШСХ. Однако это не приводит к объединению двух несинхронных напряжений, так как эти напряжения поступают на Переключатель лишь при включенных выключателях 2В и ЗВ, т. е. тогда, когда они заведомо синхронны.
Компенсация углового сдвига в данной схеме выполнена с помощью фазоповоротного трансформатора ФПТ, напряжение на который подается через шинки ВШа и ВШс с низшей стороны силового трансформатора.
Схема оперативных цепей для всех выключателей как данной схемы, так и других схем синхронизации выполняется в соответствии с рис. 2-18.
На рис. 2-21 изображены схема и векторные диаграммы силового трансформатора и трансформаторов напряжения, участвующих в схеме синхронизации с использованием обмотки разомкнутого треугольника трансформатора напряжения.
Из схемы и векторной диаграммы видно, что правильное сравнение синхронизируемых напряжений ab и а'b' возможно лишь тогда, когда схема разомкнутого треугольника трансформатора напряжения повторяет схему треугольника силового трансформатора и на вторичной стороне заземлены одноименные фазы, в данном случае фаза b. Для возможности правильного сравнения напряжений коэффициент трансформации трансформатора напряжении 1ТН должен быть
100, а трансформатора напряжения 2ТН Ur: 100. В обоих случаях под напряжениями Uc и Ur понимаются линейные напряжения. Если коэффициент трансформации обмотки разомкнутого треугольника имеет стандартную величину
то для выравнивания величин напряжения Uc и Ur первое из них должно быть подано на шинки синхронизации через промежуточный трансформатор с коэффициентом трансформации nт=1 :3.
Подобные векторные диаграммы могут быть построены и для схемы синхронизации с фазоповоротным трансформатором (рис. 2-19).
