Раздел 7. Автоматическая система возбуждения синхронных генераторов.

Тема 7.1. Системы возбуждения синхронных машин.

Общие сведения.

Работа генератора на нагрузку

Требование к постоянству напряжения потребителей ±5%Uн и предельно допустимое ±10%Uн.

~

Ег

Хг

нагрузка

U Г

I н

Напряжение U_Г на шинах генератора изменяется в зависимости от тока нагрузки I н  при неизменной  ЭДС генератора Ег.

U _Г = E г- jI н×Хг,

где Хг – сопротивление обмотки статора генератора,

э.д.с. генератора Ег=4.44×Ф× f × w ×к_обм,

Магнитный поток полюсов генератора зависит от тока возбуждения:

где Iв–ток возбуждения, Wв-число витков обмотки возбуждения, Rм-магнитное сопротивление магнитопровода генератора.

Поэтому регулируя ток возбуждения, изменяют ЭДС генератора, соответственно изменяется напряжение синхронного гене­ратора.

Регулирование воз­буждения генератора позволяет повысить устойчивость параллельной работы генераторов.

Источник постоянного тока возбуждения генератора называется возбуди­телем.

В качестве возбудителей используются:

- гене­раторы постоянного тока,

- генераторы переменного тока повышенной частоты с полу­проводниковыми выпрямителями,

- системы самовозбуждения.

 

Мощность возбудителей составляет 0,3 - 1 % мощности генератора, а но­минальное напряжение от 100 до 650 В. Чем мощнее генератор, тем обычно больше номинальное напряжение возбуждения.

Совокупность возбудите­ля, вспомогательных и регулирующих устройств, принято называть систе­мой возбуждения.

 

Системы возбуждения должны быть надежными и экономичными, до­пускать регулирование тока возбуждения в необходимых пределах, быть достаточно быстродействующими, а также обеспечивать потолочное воз­буждение при возникновении аварии в сети.

Максимально возможные напряжение и ток ротора называются потолком возбуждения генератора.

Быстрое и значительное увеличение напряжения рото­ра называется форсировкой возбуждения генератора.

Отношение напряжения ротора или возбуди­теля при форсировке к его номинальному напряжению называется кратностью форсировки воз­буждения.

7.1.2.Форсировка возбуждения генератора (рис.95).

Быстрое и значительное увеличение напряжения ротора называется форсировкой возбуждения генератора.

При снижениях напряжения, вызванных короткими замыканиями, форсировка возбуждения, увеличивая синх­ронизирующие моменты генераторов, повышает их дина­мическую устойчивость, т.е. ту предельную мощность, при которой' в условиях короткого замыкания определенно­го вида и продолжительности не происходит нарушения устойчивости - выхода из синхронизма.

Рис. 95. Схема релейной форсировки возбуждения генератора.

G – синхронный генератор

LG – обмотка возбуждения генератора

GE – возбудитель (генератор постоянного тока)

RR – реостат в цепи возбуждения

КМ – контактор

KV – реле минимального напряжения

ТV – трансформатор напряжения.

 

Принцип действия схемы форсировки (рис.95) состоит в том, что при значительном снижении напряжения на зажимах генератора (обычно ниже 85% номинального) реле минимального напряжения КV замыкает свои контакты и приводит в действие контактор форсировки КМ, который, срабатывая, закорачивает сопротивление шунтового реостата в цепи возбудителя RR. В результате ток возбуждения возбудителя быстро возрастает до максимального значения и напряжение генератора также резко возрастает.

Ток ротора при форсировке должен быть не менее двукратного номинального тока.

Форсировка возбуждения генераторов ускоряет восстановление напря­жения после отключения коротких замыканий.

Положительным результатом форсировки возбуждения является также увеличение токов возбуждения при коротких замыка­ниях, что повышает надежность действия релейной защиты, имеющей выдержки времени.