Как синхронизируются генераторы электростанций⁠⁠

Расскажите, почему не происходит замыкание при включении в сеть двух разных генераторов - между ними же должна быть разница потенциалов, как между разными фазами

Объясню на самом простом примере - с двумя трехфазными дизельными генераторами. Их типовая мощность не превышает сотен киловатт при стандартном напряжении 380/220 вольт, но принцип синхронизации тот же, что и у гигаваттных электростанций.

Итак, у нас есть работающий генератор, и мы видим, что нагрузка на него растет и скоро потребуется дополнительная мощность. Рядом стоит еще один аналогичный генератор, который остановлен и отключен от сети большим трехфазным рубильником.

1. К рубильнику параллельно каждой контактной группе "нож - гнездо" подключаем высоковольтные (номинальное напряжение не менее 800 В) маломощные (единицы Вт) индикаторные лампы накаливания. Они светятся, но мы на них пока не смотрим.

2. Запускаем генератор и даем ему прогреться до выхода на номинальный рабочий режим.

3. Плавно увеличиваем частоту вращения второго генератора. По мере того, как разница частот вращения первого (нагруженного) и второго (вводимого в работу) генератора будет уменьшаться, индикаторные лампы начнут сначала мерцать, потом мигать, а при минимальной разности их яркость будет плавно увеличиваться и уменьшаться в течение нескольких секунд. Это связано с тем, что напряжение между выходами генераторов меняется по формуле разности синусов: sin x - sin y == 2*sin((x-y)/2)*cos((x+y)/2) и по мере уменьшения разности (x-y) ее синус меняется все медленнее (да, объяснение не очень точное, зато без совсем уж сердитого матана).

4. Очевидно, что когда индикаторные лампы гаснут, напряжение на них минимальное (а в идеале вообще нулевое). Именно в этот момент мы включаем рубильник и тем самым подключаем второй генератор к сети. Индикаторные лампы после этого можно (и нужно) отключить - они замкнуты накоротко ножами рубильника, и уже ничего нового не покажут.

Собственно, вот и все. Разумеется, эту операцию можно автоматизировать, но принцип остается тем же - подключение при минимальной разности в напряжении между одноименными фазами.