Параллельная работа генераторов

Синхронные генераторы.

Общие сведения

Для выработки э.э. на электростанциях применяют трехфазные СГ переменного тока.

Различают турбогенераторы (первичный двигатель – паровая или газовая турбина) и гидрогенераторы (первичный двигатель – гидротурбина).

Между скоростью вращения ротора СГ и частотой тока в сети существует связь

, об/мин. (1)

где р – число пар полюсов обмотки ротора СГ.

ТГ – быстроходны: на ТЭС n = 3000 об/мин; n = об/мин;

на АЭС иногда р = 2; n = об/мин.

 

СГ состоит из статора и ротора. В наиболее распространенных конструкциях на неподвижном статоре располагается трехфазная обмотка переменного тока. Эта обмотка закладывается в пазы статора, набранного из пластин электротехнической стали. На вращающемся роторе располагается обмотка возбуждения (ОВ), питаемая постоянным током от системы возбуждения. Передача постоянного тока на вращающуюся ОВ осуществляется с помощью колец и щёток, рис.3. Конструкция ротора может быть неявнополюсной () и явно полюсной . рис.4. Быстроходные машины являются неявнополюсными.

 

 

 

Ротор быстроходных ТГ (и СД)

представляет собой цельнокованый

цилиндр из высокопрочной стали.

В бочке ротора вдоль цилиндра

профрезерованы пазы, в которые

заложена ОВ из профилированной

меди. Витки изолируются друг

от друга микалентой. От стали ротора ОВ изолируется миканитовыми пластинами. Для удержания от центробежных сил ОВ укрепляется в пазах немагнитными металлическими клиньями. Лобовые части обмоток укрепляются с помощью массивных бандажей из высокопрочной немагнитной стали. Диаметр ротора не превышает 1250 мм. Ограничение размеров ротора (рис.2.) обусловлено недопустимостью прогиба ротора и борьбой с механическим резонансом (собственная частота колебаний приближается к вынужденной). Для исключения прогиба ротора при отключенном СГ используется валоповорот.

 

Рис.2

 

щ щ

 

Гидрогенераторы, СК, тихоходные СД имеют ротор с явновыраженными полюсами. ОВ выполняются в виде катушек прямоугольного сечения, размещаемых на сердечниках полюсов и удерживаемых от центробежных сил полюсными наконечниками. Явнополюсные машины тихоходны: n = 60-600 об/мин. Размещение в основном вертикальное, рис.4. Диаметр ротора достигает 16 м.

Получили распространение капсюльные ГГ с горизонтальным расположением ротора: n =60-150 об/мин (Киевская ГЭС)

Рис.4

Номинальные параметры СГ (характеризуют возможность длительной работы при расчетных условиях охлаждения); указываются в справочниках, на щитках СГ:

1. тип СГ (ТВВ, ТВФ, ТВС, ТГВ, ТВМ);

2. число фаз;

3. ;

4. ;

5. ;

6. статора, кВ;

7. статора, кА;

8. схема соединения фаз (или);

9.

10.

11.

12.

13. классы изоляции обмоток статора и ротора;

14. КПД, %;

15. давление в системе охлаждения.

 

Система охлаждения СГ

При работе СГ его обмотки и сталь за счет потерь мощности нагреваются. Допустимая t нагрева обмоток зависит от применяемых изоляционных материалов и t охлаждающей среды. Для изоляции на асфальтобитумных лаках (класс В) допустимая t обмоток статора – 105 С , ротора – 130 С . Превышение допустимой t - главная причина старения изоляции. Для отвода тепла от активных материалов используют системы охлаждения.

По способу отвода тепла различают косвенное и непосредственное охлаждение.

При косвенном – газ (воздух, Н₂) с помощью вентиляторов, установленных на валу ротора, прогоняется через воздушный зазор и вентиляционные каналы. Газ не соприкасается с проводниками обмоток, отдача тепла осуществляется через изоляцию (барьер), что ограничивает увеличение мощности СГ.

При непосредственном – газ или жидкость контактируют с проводником, что улучшает теплоотвод и позволяет увеличить мощность.

Турбогенераторы изготавливают с воздушным, Н₂ и жидкостным охлаждением; гидрогенераторы – с воздушным и жидкостным.

Применение Н₂ по сравнению с воздухом дает преимущества, обусловленные тем, что его удельная теплоемкость по массе в 14,35 раза выше, чем у воздуха. Это улучшает теплоотвод, уменьшает расход охлаждающего газа и потери на вентиляцию, позволяет поместить газоохладители в корпусе СГ, отказавшись от громоздких охлаждающих камер под СГ, снижает старение изоляции. Н₂ не поддерживает горение, поэтому при к.з. в СГ разрушения уменьшаются. Во избежание возникновения гремучей смеси давление Н₂ в СГ поддерживается выше атмосферного (1,03-4 атм). Повышение давления улучшает охлаждение СГ, но повышение > 4 атм экономически нецелесообразно.Применение систем непосредственного охлаждения позволило создать СГ мощностью 300-1200 МВт.

СГ нижеуказанных серий имеют следующее охлаждение:

ТВФ, ТВС – косвенное статора Н₂, непосредственное ротора Н₂;

ТВВ – непосредственное статора Н₂О, непосредственное ротора Н₂ или Н₂О;

ТГВ - непосредственное статора и ротора Н₂ (до 300 МВт), Н₂О – до 500 МВт;

ТВМ - непосредственное стали и обмоток статора маслом, непосредственное ротора Н₂О;

Системы возбуждения СГ.

Служат для питания ОВГ постоянным током и имеют устройства ручного и автоматического регулирования возбуждения (АРВ).

Применяют электромашинные системы возбуждения и безмашинные.

В электромашинных в качестве возбудителей используются электрические машины:

3.1. Электромашинная система возбуждения с возбудителем постоянного тока.

Привод возбудителя может быть независимым от напряжения генератора и зависимым.

Независимая электромашинная система возбуждения предназначалась для ТГ средней мощности (до 165 МВт), рис..5. Возбудитель (В) - ГПТ с параллельным возбуждением. Якорь В и ротор СГ вращаются турбиной. С помощью производится настройка возбуждения. РФВ - контакты реле форсировки возбуждения.

 

 

 

В

Зависимая электромашинная система

возбуждения, (рис. 6). Преимущество:

за счет возможности снижения

оборотов возбудителя можно

достичь увеличения мощности

возбуждения, а следовательно,

и мощности СГ.

Обе рассмотренные системы

возбуждения в настоящее время

используются как резервные.

 

 

АГП

 

3.2. Электромашинные системы возбуждения с возбудителем переменного тока.

Здесь возбудителями являются вспомогательные ≋ СГ. Применяются эти системы возбуждения для СГ мощностью более 165 МВт и имеют следующие модификации.

3.2.1. С возбудителем частотой 50 Гц и неподвижным выпрямительным устройством (ВУ). Здесь В – это вспомогательный СГ с . Его напряжение выпрямляется в ВУ и подается на ОВГ. На ОВВ выпрямленное напряжение подается от подвозбудителя (ПВ), возбуждение которого осуществляется от вращающегося постоянного магнита, рис.5.7.

 

Слабые места – скользящие щеточные контакты, ограничивающие предельные токи возбуждения и мощности СГ. ПВ – еще один вспомогательный генератор переменного тока.

 

3.2.2. Высокочастотная система возбуждения, Рис.8. Здесь используется ВЧ возбудитель (обычно 500 гц) и, как в предыдущей схеме, неподвижное ВУ. Применяется обычно для мощных СГ (). В качестве ВЧ возбудителя используется трехфазный генератор индукторного типа, который не имеет обмотки на вращающемся роторе, что повышает надежность. Повышение частоты до 500 Гц уменьшает габариты и повышает быстродействие системы возбуждения. Быстродействие характеризуется постоянной времени обмотки возбуждения Т_В, которая является мерой инерционности возбудителя.

, где (.2)

 

Обе обмотки В (фазная и возбуждения) находятся на статоре. Ротор зубчатый из электротехнической стали (при - 10 зубцов).

При вращении ротора магнитный поток, созданный током возбуждения ОВВ, из-за переменного зазора между статором и ротором пульсирует. В результате в трехфазной обмотке статора индукторного генератора (ИГ) наводится э.д.с. Переменный ток на выходе ИГ выпрямляется в ВУ и подается на ОВГ. Недостаток – подвод к ОВГ осуществляется через скользящие щеточные контакты. При увеличении их надежность уменьшается.

.3.2.3. С возбудителем переменного тока 50 гц и вращающимся ВУ (безщеточная система возбуждения – БЩВ), рис..9. В БЩВ избавились от скользящих щеточных контактов. Это позволило повысить мощность возбуждения и надежность.

 

Здесь трехфазная обмотка возбудителя В вращается вместе с ВУ и ОВГ, которая создает вращающееся магнитное поле, пересекающее трехфазную обмотку статора, наводя в ней переменную э.д.с. ОВВ расположена на статоре, т.е. в качестве В используется обратимая машина – фазная обмотка В вращается, а ОВВ неподвижна.

Недостатки:

а) трудности в измерении ;

б) замена элементов ВУ требует останова СГ.

Выпрямительные устройства (ВУ) во всех рассмотренных системах возбуждения выполняются по схеме Ларионова, рис.5.10.

3.3. Безмашинная система возбуждения не содержит вращающихся электрических машин, т.е. является статической. Простейшая схема такой системы возбуждения приведена на рис..11, где ВТ – вспомогательный трансформатор, питающий тиристорный преобразователь (ТП), управляемый системой управления тиристорами (СУТ). Недостаток – есть щеточные контакты в цепи ОВГ.

 

 

4. Автоматы гашения поля (АГП).

Это устройства автоматического гашения электромагнитного поля, созданного ОВГ и они предназначены для отключения тока СГ при его нормальной остановке и для быстрого гашения поля (быстрого развозбуждения СГ) при аварийных ситуациях, например при отключении коротких замыканий.

Прервать ток простым разрывом цепи ОВГ нельзя из-за возникающих при этом перенапряжений. Величина перенапряжения может значительно превышать прочность изоляции ОВГ.

В простейшей схеме АГП, применяемой для СМ малой мощности, энергия поля , запасенная в ОВГ, гасится (рассеивается) на омическом сопротивлении , рис.5. Контакты АГП регулируются так, чтобы при включении АГП сначала замыкался К (это позволяет избежать разрыва цепи ротора), а затем размыкался К . Процесс затухания тока после включения К описывается д.у.

, (.3)

Его решение – экспонента

, где . (4)

При этом перенапряжение на кольцах ротора определяется из (5.3)

, (5)

т.е. равно падению напряжения на . Таким образом, увеличение позволяет уменьшить постоянную времени и ускорить процесс гашения поля, но приводит к увеличению перенапряжения на кольцах ротора. Обычно выбирается ; процесс гашения длится несколько секунд: .

 

Для генераторов большой мощности применяют АГП с дугогасительной решеткой воздушного автомата, разрывающего цепь ОВГ, рис. 12.

При включении АГП сначала размыкаются рабочие контакты 2, затем дугогасительные 1, при разрыве которых возникает дуга. Эта дуга полем от постоянных магнитов втягивается в дугогасительную решётку (ДР) из медных пластин, разбиваясь на ряд коротких дуг. Короткая дуга является нелинейным сопротивлением, на котором падение напряжения остается постоянным при изменении в широких пределах: .

Общее падение напряжения на дуге , где n – число коротких дуг. Таким образом, как только дуга войдет в решетку, напряжение на ней сразу становится равным до погасания дуги. Изменение тока описывается уравнением

(.6).Пренебрегая, для упрощения, сопротивлением , получаем:

, (7) где разность стараются сделать максимально возможной: . Тогда из (7) получаем , т.е. скорость изменения тока постоянная и максимально возможная, рис..13. Ток уменьшается по закону .

Системы АРВ СГ.

Согласно ПТЭ электроустановок все СГ, начиная с 3 МВт, должны иметь автоматические регуляторы возбуждения (АРВ), рис.14.

 

Простейшим автоматическим устройством, обеспечивающим быстрое увеличение возбуждения СГ в аварийном режиме, является релейная форсировка возбуждения. Принцип действия: ее токов: при значительном снижении напряжения генератора () замыкаются контакты реле форсировки возбуждения РФВ, рис.15 и ток быстро достигает «потолочного» возбуждения.

Широко распространены АРВ с устройством компаундирования в сочетании с корректором напряжения, рис.15 «Компаундирование» означает автоматическое регулирование тока i_в в функции тока нагрузки СГ, т.е. тока статора. Из выражения для напряжения генератора следует, что при увеличении напряжение уменьшается. Но с ростом увеличивается падение напряжения на сопротивлениях R, поэтому контур компаундирования, включающий в себя трансформаторы тока ТТ, трансформатор компаундирования , выпрямительное устройство ВУ и усилитель У обеспечивает автоматическое увеличение тока возбуждения возбудителя и,следовательно, увеличивает ток в ОВГ, благодаря чему восстанавливается.

Компаундирование в чистом виде не может обеспечить достаточно точное поддержание , поэтому дополнительно применяют регулирование по напряжению статора . Оно осуществляется корректором напряжения. В корректор входят измерительные элементы ИЭ1 и ИЭ2, подключенные к силовой цепи через трансформатор напряжения ТН и установочный автотрансформатор УАТ. Принцип действия корректора напряжения поясняет рис.16.

Выпрямленный ток на выходе ИЭ1 прямо пропорционален входному , поэтому ИЭ1 называется линейным. Выпрямленный ток на выходе ИЭ2 нелинейно зависит от . Оба тока поступают в усилитель У, который реагирует на их разность и усиливает ее. Ток выхода корректора поступает в дополнительную обмотку возбуждения возбудителя ОВВ . При ток и ток корректора равен нулю. При снижении менее разность , ток корректора обеспечивает дополнительное подмагничивание возбудителя, в результате чего возрастает, т.е. восстанавливается. При разность , ток корректора меняет знак, подмагничивание В уменьшается, что ведет к снижению . Корректор поддерживает то значение , которое соответствует настройке, устанавливаемой с помощью УАТ.

Рассмотренная схема АРВ относится к АРВ пропорционального типа (АРВ ПТ), реагирующих на отклонение напряжения и тока и обеспечивающих регулирование пропорциональное величине отклонения.

На мощных и удаленных СГ устанавливают АРВ сильного действия (АРВ СД), реагирующие дополнительно на производные , , а также на , , на производную напряжения возбудителя и, возможно, на ряд других сигналов, рис.5.17.

 

Закон регулирования в АРВ СД в общем случае имеет вид:

(7)

где каждое слагаемое отражает соответствующий канал регулирования со своим коэффициентом усиления. АРВ СД обладают большой точностью регулирования и быстродействием, но гораздо сложнее АРВ ПТ.

 

 

 

 

Рис.17

 

 

 

Системы возбуждения

 

Системы возбуждения относятся к числу наиболее ответственных элементов генератора. Несмотря на то, что относительная мощность возбудителей невелика и составляет всего 0,4—0,6% мощности генераторов, их характеристики существенно влияют как на устойчивость работы генераторов, так и на устойчивость двигательной нагрузки собственных нужд электростанции. Последнее очень существенно для обеспечения устойчивости технологического режима мощных блочных станций.

Системы возбуждения должны отвечать следующим общим требованиям: обеспечивать надежное питание обмотки возбуждения синхронного генератора в нормальных и аварийных режимах; допускать регулирование напряжения возбуждения в заданных пределах; обеспечивать быстродействующее автоматическое регулирование возбуждения с высокими кратностями форсировки в аварийных режимах; осуществлять быстрое развозбуждение и в случае необходимости производить гашение поля в аварийных режимах. Быстродействие системы возбуждения определяется кратностью форсирования

r _ф= U _{B. m}/ U _{B. н} (отношению максимального напряжения возбуждения к его номинальному значению) и скоростью нарастания напряжения возбудителя (с ^-1) при форсировании:

(1-11)

где - время нарастания напряжения возбудителя от номинальною до значения . Возбудители современных турбогенераторов имеют r _ф≥2,0 и не менее двух единиц номинального напряжения в секунду. Допустимая длительность форснровочного режима с предельным током возбуждения зависит от системы охлаждения генератора и должна быть не менее 50с при косвенной системе охлаждения, 30 с при непосредственном охлаждении ротора и косвенном охлаждении статора, 20 с при непосредственном охлаждении ротора и статора.

Системы возбуждения подразделяются на электромашинные и вентильные. В электромашинной системе возбуждения источником постоянного тока является вспомогательный генератор постоянного тока — возбудитель, непосредственно связанный с валом главного синхронного генератора или приводимый независимым двигателем, синхронным или асинхронным. В вентильной системе источником выпрямленного тока являются ртутные или полупроводниковые вентили, получающие питание от вспомогательного пли главного синхронного генератора.

В зависимости от источника энергии, используемого для возбуждения, все системы разделяются на схемы независимого возбуждения и самовозбуждения. Преимущественное применение нашли схемы независимого возбуждения, в которых используется механическая энергия на валу возбуждаемой синхронной машины. В этом случае возбудитель не связан с сетью системы, и возбуждение может осуществляться независимо от режима ее работы. Здесь в качестве возбудителя используется генератор постоянного тока (рис. 1-17) или генератор переменного тока в сочетании с вентильными выпрямителями (см. рис. 1-18 - 1-20).

При самовозбуждении используется энергия, вырабатываемая возбуждаемой машиной или получаемая из сети. В качестве возбудителя используется генератор постоянною тока (см. рис. 1-22) или вентильные выпрямители (см. рис. 1-21).

До недавнего времени на генераторах всех типов наибольшее распространение имела электромашинная система возбуждения с генератором постоянного тока, непосредственно соединенным с валом основной машины. Предельная мощность электромашинных воз­будителей при частоте вращения 3000 об/мин составляет 500 кВт. Этого достаточно лишь для возбуждения турбогенераторов с косвенным охлаждением мощностью до 150 МВт и турбогенераторов с непосредственным охлаждением до 100 МВт. Уменьшение частоты вращения до 750 об/мин позволяет повысить предельную мощность возбудителей до 3 МВт, но требует применения редуктора, что снижает надежность и увеличивает габариты машинного зала. По той причине электромашинная система возбуждения с редуктором нашла у нас применение лишь на нескольких турбогенераторах мощностью 300 МВт (ТГВ-300 и ТВМ-300).

Электромашинные системы возбуждения снабжаются автоматическим регулятором в виде устройства компаундирования с корректором

Рис. 1-17. Электромашинная система возбуждения с генератором постоянного тока: а-- с самовозбуждением возбудителя; 6 — с подвозбудителем.

1 — синхронный генератор: 2 — обмотка возбуждения генератора; 3— автомат гашения ноля; 4 -- возбудитель; 5 — обмотка возбуждения возбудителя; 6 — подвозбудитель.

 

напряжения, но быстродействие их по сравнению с другими системами является невысоким (r _ф ≈2, постоянная времени возбудителя Т_В = 0,3 ÷ 6,0 с). Поэтому такие системы могут быть применены лишь для возбуждения турбогенераторов, к которым не предъявляют повышенных требований в отношении устойчивости.

В настоящее время электромашинные возбудители применяют только на турбогенераторах мощностью до 100 МВт, на гидрогенераторах небольшой мощности н в качестве резервных возбудителей, в том числе и для генераторов с вентильными системами возбуждения.

Рис. 1-18. Высокочастотная система возбуждения с неуправляемыми полупроводниковыми выпрямителями

1 — синхронный генератор: 2 — обмотка возбуждения генератора (ОВГ);

3 — автомат гашения поля. (АГП); 4 — выпрямительное устройство: 5— высокочастотный возбудитель; 6,7— последовательная (ОПВ) и независимая обмотки возбуждения (ОНВ) высокочастотного возбудителя (ВЧВ); 8 — высокочастотный подвозбудитель (ПВ); 9, II — магнитные усилители (МУ) бесконтактной форсирован и автоматического регулятора возбуждения (АРВ); 10 — выпрямители (В); Р — разрядник.

 

Для генераторов больших мощностей применяются вентильные системы возбуждения с неуправляемыми (рис. 1-18) или управляемыми вентилями (см. рис. 1-19).

Полупроводниковая система возбуждения с высокочастотным возбудителем является основной для турбогенераторов серии ТВВ мощностью 165, 200. 300 и 500 МВт. Высокочастотный возбудитель представляет собой сильно компаундированную индукторную машину, возбуждение которой определяется в основном обмоткой самовозбуждения, включенной последовательно с обмоткой ротора генератора. При переходных процессах свободный ток ротора, протекая по обмотке самовозбуждения, создает необходимый компаундирующий зффект.

Устойчивость работы и регулирование обеспечиваются устройствами автоматического регулирования возбуждения (АРВ) и бесконтактной форсировки (УБФ), включенными на одинаковые независимые обмотки возбуждения высокочастотного возбудителя и представляющими собой двухсистемный корректор. Устройство УБФ получает питание от статорной обмотки высокочастотного возбудителя, а устройство АРВ — от высокочастотного подвозбудителя. Подвозбудитель (машина с постоянными магнитами) находится на одном валу с возбудителем и основным генератором.

Регулирование возбуждения осуществляется изменением токов в независимых обмотках возбуждения высокочастотного генератора.

 

 

Рис. 1-19. Независимая система возбуждения с управляемыми вентилями

 

1 — синхронный генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — возбудитель - вспомогательный генератор; 4 — обмотка возбуждения возбудителя: 5 — подвозбудитель; 6 — обмотка возбуждения под возбудителя; 7,8 — форсировочная и рабочая группы управляемых вентилей.

По своему быстродействию эта система превосходит электромашинную с генератором постоянного тока и обеспечивает скорость нарастания напряжения 2÷4 с^-1.

Существенного повышения быстродействия системы возбуждения можно достигнуть за счет применения управляемых вентилей, ионных и тиристорных, преобразующих переменный ток вспомогательного синхронного генератора частотой 50 Гц в постоянный (рис. 1-19). Вспомогательный генератор имеет электромашинную систему возбуждения и при независимой системе располагается на одном валу с главным. При высоких потолках возбуждения (r _ф > 2) обычно применяют две группы управляемых вентилей рабочую и форсировочную. Обе группы выполняют по шеста- или трехфазной мостовой схеме и соединяют параллельно на обмотку возбуждения генератора. Рабочая группа вентилей работает с малыми углами регулирования и обеспечивает возбуждение генератора в нормальных режимах. Форсировочная группа в нормальном режиме работает с большими углами регулирования и дает не более 30% тока возбуждения. При форсировке эта группа полностью открывается и дает весь ток форснровки. а при гашении поля переводится в инверторный режим.

Каждая фаза вспомогательного генератора выполняется из двух частей: низковольтной; к которой присоединены вентили рабочей группы, и высоковольтной — для питания вентилей форсировочной группы. Защита вентилей и вспомогательного генератора от токов при обратных зажиганиях (в случае ионных вентилей) осуществляется с помощью шести полюсных быстродействующих анодных выключателей. Управление вентилями осуществляется от автоматического регулятора возбуждения.

Вследствие без инерционности вентилей такая система возбуждения имеет малые постоянные времени (Т_в ^< 0,02 с) и при высоких потолках форсировки (r _ф = 4) обеспечивает скорость нарастания напряжения возбудителя =40 с^-1.. Независимая ионная система возбуждения применена на некоторых турбогенераторах серии ТГВ мощностью 300 и 500 МВт и целесообразна, когда генераторы работают на длинные линии электропередачи и расположены вблизи потребителей с резко переменной нагрузкой.

Рассмотренные выше системы возбуждения называют контактными, гак как обмотка возбуждения синхронною генератора соединяется здесь с возбудителем посредством контактных колец и щеток. В настоящее время для турбогенераторов мощностью 300 МВт и выше разработаны так называемые бесконтактные системы возбуждения с непосредственным соединением возбудителя н обмотки возбуждаемой машины (рис. 1-20). В этой схеме высокочастотный возбудитель имеет обращенное исполнение с размещением трехфазной обмотки на роторе, а обмотки возбуждения на статоре. Полупроводниковые неуправляемые вентили н индивидуальные предохранители встроены в барабан, расположенный между соединительной муфтой и якорем возбудителя. Количество вентилей выбрано с запасом, чтобы при выходе из строя до 20% их числа оставшиеся могли обеспечить возбуждение в режиме форсировки. Поскольку трехфазная обмотка возбудителя, выпрямители и обмотка возбуждения вращаются с одинаковой частотой, их можно соединить электрически без применения контактных колец и щеток. Регулирование напряжения возбудителя осуществляется автоматически от высокочастотного подвозбудителя.

Бесконтактная схема существенно повышает надежность системы возбуждения и является особенно перспективной для генераторов большой мощности с токами возбуждения 3 кА и больше. Однако она не лишена некоторых недостатков, в частности при этой системе гашение поля происходит сравнительно медленно, а из-за инерционности высокочастотного возбудителя не могут быть получены большие скорости повышения напряжения при форсировке. Следует также указать на невозможность работы на резервном возбуждении. Медленное гашение поля вызвано отсутствием размыкающих контактов в цепи обмотки возбуждения и осуществлением этою процесса через АГП возбудителя.

Системы самовозбуждения (рис. 1-21) обычно выполняются на базе статических преобразователей с управляемыми ртутными (ионное самовозбуждение) или полупроводниковыми вентилями. Система ионного самовозбуждения использована на турбогенераторах ТГВ-200 и некоторых машинах ТГВ-300.

Рис, 1-20. Бесконтактная система возбуждения

1 — синхронный генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — вращающиеся полупроводниковые выпрямители; 4 высокочастотный возбудитель; 5 — обмотка возбуждения возбудителя; 6 — высокочастотный подвозбудитель; 7— магнитный усилитель цепи возбуждения подвозбудителя; 8 — выпрямитель

 

Выпрямительный трансформатор подключен ответвлением к генераторному токопроводу и имеет две вторичные обмотки, соединенные между собой уравнительным реактором. Каждая из обмоток имеет выводы высокого и низкою напряжения для подключения рабочей и форсировочной групп вентилей. Управление вентилями осуществляется так же, как в схеме на рис. 1-19. Ионный возбудитель с автоматическим регулятором возбуждения сильного действия обеспечивает устойчивую работу возбуждения во всех режимах, если напряжение генератора выше 0,8 U _н. Для обеспечения самовозбуждения при более значительных снижениях напряжения в некоторых случаях применяют схему сильного компаундирования с дополнительным трансформатором, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь каждой фазы генератора, а вторичная — последо­вательно со вторичной обмоткой выпрямительного трансформатора.

По быстродействию система ионного самовозбуждения близка к схеме на рис. 1-19 и имеет скорость нарастания напряжения при форсировке до 30 с^-1. По экономическим показателям система самовозбуждения с управляемыми вентилями (рис. 1-21) превосходит систему независимого возбуждения (рис. 1-19), но имеет меньшую стабильность напряжения из-за прямой электрической связи с сетью.