Регулирование напряжения и частоты синхронного генератора

 

После включения контакторов КГ, ПКП и БК цепь начального возбуждения ротора генератора разбирается, и обмотка возбуждения питается от собственных статорных обмоток через выпрямитель Д8-Д12.

 

Примечание: цепь начального возбуждения ротора генератора требуется отключить, когда на генераторе появится номинальное напряжение, иначе произойдет заброс напряжения в цепях 220В.

 

Во время работы преобразователя требуется постоянно регулировать напряжение и частоту генератора, которые меняются из-за колебаний напряжения контактной сети и нагрузки генератора. Для поддержания напряжения в пределах 220В регулируют ток в обмотке возбуждения генератора И1-И2. Поддержание постоянной частоты вращения двигателя преобразователя, а следовательно и стандартной частоты вырабатываемого переменного напряжения 50Гц достигается регулированием тока возбуждения в обмотке двигателя Н1-Н2.

На обе обмотки (И1-И2 и Н1-Н2) подается напряжение генератора через автоматический выключатель Q1, неполнофазный выпрямительный мост Д8-Д12 и тиристоры Тт1 и Тт2, которые открывают соответственно блоки БУП и БРЧ.

Блок БУП обеспечивает регулирование выходного напряжения генератора импульсным регулированием силы тока в обмотке возбуждения И1-И2. Сигнал «Управление» по проводу 80В подается на управляющий тиристор Тт1 и открывает его. Запирается тиристор за счет неполнофазности моста Д8-Д12, вследствие чего импульсы напряжения, подаваемые на обмотку возбуждения, имеют нулевые площадки, т.е. в момент отсутствия напряжения тиристор запирается.

При достижении частоты вращения, близкой к номинальной, вступает в работу блок БРЧ. Блок начинает подавать сигналы на управляющий вход тиристора Тт2, вследствие чего появляется ток в независимой обмотке возбуждения Н1-Н2. С фазы С2 через диоды Д9, Д12 подается питание на нагрузку - обмотку возбуждения генератора И1-И2. С этой же фазы через диоды Д61- Д64, провод 73Б, обратно замкнутый контакт РЗП-3 73Б-73М, открытый тиристор Тт1 73М-30Ц, провод 30Ц, диоды Д8 (в первый полупериод), Д10 (во второй полупериод) - на фазу С1. Питание с фазы СЗ через диоды Д11-Д12, диод Д8 поступает на фазу С2. Фаза С1 не работает на нагрузку, так как она заперта диодом Д10. Поэтому выпрямленное напряжение подается на обмотки И1-И2, Н1-Н2 в виде импульсов. В интервалах между импульсами тиристоры Тт1 и Тт2 запираются. В эти моменты токи в обмотках не исчезают, а под действием ЭДС самоиндукции замыкаются через обратные диоды Д5, Д7. Блоки БУП и БРЧ, определяя моменты открытия тиристоров, изменяют время их открытого состояния, т.е. ширину импульсов, и, следовательно, среднее напряжение и ток в обмотках возбуждения. Таким образом, в заданных пределах поддерживаются напряжение и частота тока на выходе генератора, которые контролируют по вольтметру и частотомеру.

 

Защита преобразователя

 

Для защиты полупроводниковых элементов схемы от перенапряжений, возникающих на обмотке Н1-Н2 в переходных режимах, например, при пуске преобразователя из-за трансформаторной связи высоковольтной и независимой обмоток возбуждения, параллельно обмотке Н1-Н2 подсоединен ограничитель напряжения, содержащий тиристор Тт3, резистор R21 и стабилитроны ПП2-ПП4. При напряжении, наведенном в обмотке, свыше 500В открываются стабилитроны ПП2-ПП4, подается сигнал на управляющий электрод защитного тиристора Тт3. Тиристор Тт3 открывается, обмотка Н1-Н2 закорачивается резистором R21, и напряжение ограничивается.

Тепловое реле Тр7 защищает независимую обмотку возбуждения Н1-Н2 от перегрева, возникающего при пониженной частоте вращения якоря двигателя преобразователя.

 

Примечание: цепи R15-С4, R12-С10 защищают тиристоры Тт1, Тт2 и диоды Д8-Д12 от коммутационных перенапряжений.

При включении асинхронного двигателя компрессора возникает значительный бросок пускового тока и, как следствие, кратковременное снижение напряжения в цепях управления (кратковременно мигают лампы главного освещения и др.). Этот провал напряжения компенсирует компаундирующий трансформатор ТрК. За счет броска пускового тока в его обмотках создается дополнительное напряжение. Оно выпрямляется мостом Д61-Д64 и подается на обмотку возбуждения генератора преобразователя. Ток повышенной силы в обмотке возбуждения в момент включения компрессора кратковременно увеличивает напряжение, поддерживаемое генератором.

 

Высоковольтный предохранитель Пр2 (31,5А) защищает двигатель преобразователя от коротких замыканий. От перегрузок двигатель защищен реле перегрузки преобразователя РПП (ток уставки 100А), которое воздействует на реле защиты РЗП3 по схеме: с провода 15Ж, замкнутый контакт РПП 15Ж-20Д, катушка реле РЗП3. Минус катушки провод 30. Срабатывая, реле РЗП3 встает на самоподхват РЗП3 20В-20Д и отключает контактор КП блокировкой РЗП3 30АЭ-30АЮ (двигатель преобразователя останавливается). Блокировкой РЗП3 73М-73Б оно разрывает цепь обмотки возбуждения генератора, обеспечивая быстрое снижение его напряжения.

На блок управления преобразователем БУП с провода 82 приходит сигнал «Фаза», а с нейтрали генератора провода 84А, через автоматический выключатель Q3 84А-84, обратно замкнутый контакт РЗП1 84-84Б приходит сигнал «Нейтраль». Блок БУП проводит измерение напряжения и частоты тока на этих сигналах.

 

Реле РЗП3 может включаться и от блока БУП. Блок БУП формирует сигнал «Защита» и по проводу 20Д включает реле РЗП3, обеспечивая отключение преобразователя в следующих аварийных режимах:

- при понижении напряжения питания до (86±3) В и ниже с задержкой не более 1±0,4 секунды;

- при повышении напряжения питания до (125±3) В и выше с задержкой не более 1±0,4 секунды;

- при повышении фазного напряжения (165±5) В и выше с задержкой не более 0,4±0,2 секунды;

- при повышении частоты генератора (75±1) Гц и выше с задержкой не более 0,4±0,2 секунды.

 

В режиме электрического торможения с независимым возбуждением от провода 46 включается реле РЗП1, размыкается контакт РЗП1 84-84Б и сигнал на вход БУП «Нейтраль» подается через резистор R16 84А-84Б, что уменьшает чувствительность защиты БУП, благодаря чему предотвращаются ее ложные срабатывания.

 

Чтобы восстановить схему и снять реле РЗП3 с самоподхвата, надо выключить и включить выключатель В1 «Выключение преобразователя» в шкафу или кнопку управления ВУ в головной кабине.