Компаундирование возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения

Компаундирование возбуждения машин переменного тока применяется в основном в системах автоматического регулирования напряжения мощных турбо- и гидрогенераторов (рис. 23).

Термин «компаундирование» обозначает автоматическое регулирование тока возбуждения машины в зависимости от тока статора.

Этому принципу регулирования тока возбуждения соответствует часть схемы на рис.23а,  управляемая от трансформатора тока ТА. Эта часть схемыназывается «Схема компаундирования синхронного генератора полным током». Принцип работы этой части схемы изложен в п.5.2.2.2 см. рис.21.

Рис. 23. Схема компаундирования возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения.

 

В схему компаундирования входят трансформаторы тока ТА, вторичные обмотки которых включены на промежуточный трансформатор Т, а также выпрямитель VD1, который выпрямляет ток компаундирования перед подачей его в обмотку возбуждения возбудителя LGE. Ток компаундирования Iк пропорционален току генератора Iг.

Вторая часть схемы (рис.23,а) питается от трансформатора напряжения TV. Компаундирование в чистом виде по току нагрузки (рис.21) не может обеспечить достаточно точное поддержание напряжения генератора, так как не учитывает cosφ - характер тока нагрузки синхронного генератора Iг.

Uг

Iг

Iг

+α

-α

Емкостная часть тока подмагничивает ротор генератора и Ег увеличивается

Индуктивная часть тока размагничивает ротор генератора и Ег уменьшается

Например, если ток Iг имеет активно-индуктивный характер, то индуктивная часть тока Iг размагничивает магнитное поле ротора генератора и его э.д.с. уменьшается, поэтому напряжение на шинах генератора Uг тоже будет уменьшаться, согласно формуле U г=Ег- jI г·Хг. Напротив, если ток Iг имеет активно-емкостной характер, то емкостная часть тока Iг подмагничивает магнитное поле ротора генератора и его э.д.с. увеличивается, поэтому напряжение на шинах генератора Uг тоже будет увеличиваться.

Поэтому одновременно с регулированием возбуждения по току статора генератора применяется еще регулирование по напряжению статора. Для введения регулирующего импульса по напряжению трансформатор Т (универсальный трансформатор с подмагничиванием) оснащается еще обмотками 2 и 4 (рис.23,а).

Ток в обмотке 2 пропорционален Uг. Фаза тока Iн подобрана так, что ток Iн совпадает по фазе с реактивной слагающей тока генератора. Поэтому при чисто активной нагрузке МДС обмоток 1 и 2 взаимно сдвинуты на 90°, а при чисто реактивной нагрузке генератора они совпадают по фазе. Вследствие этого ток компаундирования при неизменных величинах Iг и Uг получается тем больше, чем ниже cosφ или выше реактивная нагрузка генератора, - это так называемое фазовое компаундирование, которое обеспечивает более точное поддержание напряжения, так как ток компаундирования зависит не только от абсолютного значения тока генератора, но и от cosφ.

Через обмотку 4 подмагничивания трансформатора Т производится окончательная коррекция тока компаундирования относительно заданного значения Uг при помощи корректора напряжения. В состав корректора напряжения входят измерительные элементы И1 и И2, включаемые в цепь трансформатора напряжения TV через установочный автотрансформатор Т1.

Принцип действия измерительного органа корректора поясняется рис.22,б. Выпрямленный ток I1 на выходе измерительного элемента И1 прямо пропорционален входному напряжению. Поэтому этот элемент называется линейным. Выпрямленный ток I2 на выходе элемента И2, который называется нелинейным, имеет нелинейную зависимость от входного напряжения (рис.23б). Оба тока I1 и I2 поступают в усилитель У, который реагирует на их разность (Iу=I1-I2) и усиливает ее. Ток выхода корректора поступает в данном случае в обмотку 4 подмагничивания Т.

Из рис.23,б видно, что при снижении напряжения на входе измерительных элементов U_Т1 под действием разности токов (I1-I2) ток выхода корректора увеличивается. Корректор поддерживает то напряжение генератора, которое соответствует напряжению U_Т1 на входе измерительных элементов.

С помощью автотрансформатора T1 можно изменять настройку корректора. Рассмотренная схема АРВ относится к группе регуляторов пропорционального действия, реагирующих на отклонение тока статора и напряжения статора генератора.

Устройство компаундирования успешно работает и в аварийных режимах работы генератора, когда напряжение генератора снижается, а ток в обмотке статора значительно возрастает.