Компаундирование возбуждения генераторов.

Напряжение генератора определяется по формуле Uг=Ег-jIг·Хг, где Ег – э.д.с генератора, Iг – ток генератора, Хг – сопротивление обмотки статора генератора. Из формулы видно, что при изменении тока нагрузки генератора изменяется напряжение генератора на величину падения напряжения (jIг·Хг) в обмотке статора генератора. Ег (э.д.с. генератора) зависит от тока возбуждения Iв см. п.7.1.1 данного пособия.

Схема компаундирования синхронного генератора

Полным током.

Рис. 101а. Схема компаундирования синхронного генератора полным током.

 

ТА - трансформатор тока;

Т L - промежуточный трансформатор;

RRS - установочный реос­тат;

VS - вып­рямитель;

G - статор генератора;

LG - обмотка возбуждения синхронного генерато­ра;

GE - возбудитель (генератор постоянного тока);

LE - обмотка возбуждения возбудителя;

RRE - реостат возбуждения возбудителя;

SFE – контакты реле форсировки возбуждения;

RE – сопротивление форсировки возбуждения.

 

Схема компаундирования синхронного генератора полным током поддерживает напряжение генератора Uг, используя ток I₂ от трансформатора тока ТА для компенсации падения напряжения в обмотке статора генератора.

Вторичный ток I₂ трансформатора тока ТА, пропорциональный току генератора Iг, проходит через промежуточный трансформатор TL, выпрямляется с помощью полупроводникового выпрямителя VS и подаётся в обмотку возбуждения LE возбудителя GE.

Выпрямленный ток Iк, называемый током компаундирования, проходит по обмотке LE в том же направлении, что и ток от возбудителя Iв. Поэтому суммарный ток в обмотке возбуждения возбудителя, равный Iв+Iк, зависит не только от положения реостата в цепи обмотки возбуждения RRE, но и от величины тока Iк пропорционального току генератора Iг. При увеличении тока статора генератора Iг напряжение генератора Uг понижается, но устройство компаундирования увеличивает ток Iк в обмотке LE, и напряжение Uг генератора восстанавливается.

Контакты SFE и сопротивление RE осуществляют форсировку возбуждения при внешних КЗ. При внешних КЗ напряжение Uг генератора резко уменьшается, но при этом срабатывает релейная защита и контактами SFE закорачивает сопротивление RE, что приводит к резкому увеличению тока возбуждения Iв и соответственно увеличению напряжения Uг. 

Основным назначением промежуточного трансформатора TL является согласование значений тока компаундирования и вторичного тока ТА, а также отделение цепей трансформатора тока от цепей возбуждения генератора. Установочный реостат RRS используется для установки степени компаундирования и для плавного увеличения или уменьшения тока Iк при включении и выводе из работы RRS.

При подборе сопротивления реостата RRS и коэффициента трансформации трансформатора TL должна быть обеспечена, с одной стороны, возможно большая форсировка возбуждения, а с другой — устойчивая работа устройства компаундирования УК.

Устройство УК потребляет от трансформаторов тока значительную мощность поэтому УК подключаются к отдельному комплекту трансформаторов тока.

Рис.101б. Характер изменения напряжения генератора, оснащенного устройством компаундирования.

 

Особенностью схемы при подключении УК к основной обмотке LE возбуждения возбудителя является наличие порога компаундирования (рис.101б). Это явление состоит в том, что ток от УК начинает поступать в обмотку возбуждения возбудителя не сразу, а лишь после того, как напряжение на выходе УК станет выше напряжения на обмотке LE, создаваемого током Iк.

Основным недостатком УК является то, что оно реагируя на изменение тока генератора Iг и не учитывает характер тока генератора (cosφ), который влияет на величину э.д.с. генератора Ег.

Схема компаундирования полным током компенсирует только падение напряжения на сопротивлении обмотки статора генератора согласно формуле U _Г = E г- jI н×Хг, но никак не учитывает изменение э.д.с. Ег от характера тока нагрузки. При чисто активной нагрузке Ег мало изменяется. При индуктивной нагрузке Ег значительно уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения Uг, а при емкостной нагрузке Ег увеличивается, что приводит к увеличению напряжения Uг.