Автоматическое гашение поля генераторов (АГП).

При внутренних коротких замыканиях в генераторах необходимо не только отключить их от внешней сети, но и быстро пога­сить магнитное поле возбуждения, что приведет к уменьшению ЭДС гене­ратора и погасанию дуги.

Короткие замыкания внутри генератора обычно происходят через элек­трическую дугу,что приводит к повреждению обмоток статора и активной стали. В таком случае быстрое гаше­ние поля генератора необходимо, чтобы ограничить размеры аварии и предотвратить выгорание обмотки и стали статора.

Для гашения поля необходимо отключить обмотку ротора генератора от возбудителя. Однако при этом вследствие большой индуктивности об­мотки ротора на ее зажимах могут возникнуть большие перенапряжения, способные вызвать пробой изоляции. Поэтому гашение поля нужно выпол­нять так, чтобы, одновременно с отключением возбудителя происходило быстрое поглощение энергии магнитного поля обмотки рото­ра генератора.

Рис. 100. Схема электрических цепей при гашении поля генератора автома­том с дугогасящей решеткой.

G – генератор;

GE - возбудитель;

LG – обмотка возбуждения генератора;

LGE – обмотка возбуждения возбудителя;

АГП – автомат гашения поля;

YAT – электромагнит отключения выключателя;

К L – контакты реле защиты при коротком замыкании;

R _Д - добавочное сопротивление.

1 – дугогасительные контакты; 2 - рабочие контакты; 3 – контакты отключения добавочного сопротивления R _Д; 4 – дугогасительная решётка АГП из медных пластин; 5 – крепёж решёток;

 

В настоящее время наибольшее распространение получил более дей­ственный способ гашения магнитного поля генератора при помощи АГП с дугогасительной решеткой (рис.100).

 

При коротком замыкании в генераторе реле защиты К L срабатывает и своими контактами подаёт оперативный ток на электромагнит отключения Y АТ выключателя, а также подает оперативный ток на катушку АГП. При этом контакты 1, 2, АГП размыкаются и происходит гашение поля.

Контакты 3 АГП вводят в цепь возбуждения возбудителя добавочное сопротивление, снижая этим ток возбуждения возбудителя.

АГП снабжен решеткой из медных пластин 4 при расстоянии между ними 1,5 - 3 мм.

При отключении АГП сначала размыкаются рабочие контакты 2, а затем дугогасительные 1, причем дуга, возникающая на них, затягивается с помощью магнитного дутья в дугогасительную решетку и разбивается на ряд последовательных коротких дуг, которые затем легко гасятся.

Контрольные вопросы к теме «Автоматическая система возбуждения синхронных генераторов».

1.Как зависит напряжение генератора от тока возбуждения? Поясните, используя формулы.

3. Что называется возбудителем?

4. Типы возбудителей.

5. Что называется системой возбуждения?

6. Какой ток используется для возбуждения генераторов, переменный или постоянный и почему?

7. Для чего предназначена система АРВ?

8. Нагрузка на генератор увеличилась. Как изменится напряжение на шинах генератора и каким образом можно восстановить его? Для объяснения используйте формулу ЭДС генератора.

9. Нагрузка на генератор уменьшилась. Как изменится напряжение на шинах генератора и каким образом можно восстановить его? Для объяснения используйте формулу ЭДС генератора.

10.Для чего нужна форсировка возбуждения?

11.При каком напряжении на шинах синхронного генератора срабатывает форсировка?

12.В чём заключается принципиальное отличие электромашинной системы возбуждения синхронного генератора от системы самовозбуждения?

13.Напряжение генератора снизилось до 70% Uном, как на это среагирует форсировка возбуждения и почему? Какие действия в схеме она произведёт?

14.Напряжение генератора снизилось до 90% Uном, как на это среагирует форсировка возбуждения и почему? Какие действия в схеме она произведёт?

15.Как защищён синхронный генератор от КЗ в обмотке статора?

16.Почему системы самовозбуждения менее надёжны, чем электромашинные системы независимого возбуждения?

17.Какую роль играет добавочное сопротивление Rд в цепи возбуждения генератора с системой АГП?

18. Как изменится напряжение синхронного генератора при уменьшении сопротивления реостата в цепи обмотке возбуждения возбудителя? Пояснить, используя формулы.

19.Почему при КЗ в обмотке статора нужно гасить магнитное поле возбуждения?

20.Как происходит гашение поля в схеме АГП?

21. Какие свойства дугогасительной решётки АГП используются для гашения дуги?

22.Почему для мощных синхронных генераторов более 300 мВт применяется высокочастотная система возбуждения на тиристорных преобразователях, а не генераторы постоянного тока?

23.В каких случаях срабатывает блок УБФ мощного генератора с высокочастотной системой возбуждения и каков результат его действия?

24.Как изменится ток возбуждения синхронного генератора с системой самовозбуждения при увеличении тока нагрузки генератора и почему?

 

Литература:

М.А. Беркович, В.А. Гладышев, В.А. Семёнов. «Автоматика энергосистем». Москва, ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1991 г. Гл. 7, §§7.1-7.9.

Тема 7.2. Назначение и виды автоматического регулирования (АРВ).

Назначение АРВ.

Функции автоматического регулирования возбуждения (АРВ) генераторов:

1. Поддержание напряжения на выводах генератора на

заданном уровне;

2. Распределение реактивной нагрузки между параллельно

работающими генераторами;

3. Повышение устойчивости параллельно работающих

генераторов.

Все АРВ, реагирующие на знак и величину отклоне­ния регулируемого параметра (напряжение или ток) на­зываются регуляторами пропорциональ­ного действия.

Основным назначением автоматических регуляторов воз­буждения (АРВ) является быстрое и значительное увели­чение (форсировка) возбуждения генераторов и синхрон­ных компенсаторов до наибольшей величины, которую обеспечивают системы возбуждения при нарушениях нор­мального режима, сопровождающихся понижением напря­жения или увеличением тока.

Реагируя на небольшие отклонения регулируемого на­пряжения (порядка ±0,5% и меньше), АРВ повышают предел статической устойчивости электростан­ций, т. е. увеличивают ту предельную мощность, которая может быть передана в энергосистему при медленном возрастании нагрузки.

В нормальном режиме АРВ облегчают работу персонала по распределению реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами и по поддержанию требуемого уровня напряжения на шинах электростанций.

По принципу действия АРВ делят на 2группы:

1. Электрические АРВ. Реагируют на отклонение

напряжения или тока генератора от заданного значения и

подают дополнительный выпрямленный ток в обмотку

возбуждения возбудителя от внешних источников питания;

3. АРВ с выпрямительными системами возбуждения:

высокочастотная, тиристорная, бесщеточная.