Главная Машины переменного тока



ному напряжению возбуждения С7в.ноы синхронной машины называют кратностью форсирования фор= С/втах/С/в.ном- Кроме этого, системы возбуждения должны обеспечивать достаточную скорость нарастания напряжения возбуждения при форсировании v„. В соответствии с ГОСТ 183-66 турбогенераторы и компенсаторы должны иметь фор2,0 и 1,ЗС/в.иом в секунду; гидрогенераторы йфор1,8 и Vttl,3f/B.soM в секунду. Для сверхмощных гидрогенераторов, работающих на дальние линии электропередачи, фор= = 3-f-4, а v„<10f/B.hom в секунд}.

§ 34.2. Генераторы с независимым возбуждением

Системы независимого возбзждения нашли широкое применение. Основная их ценность состоит в том, что возбуждение синхронной машины не зависит от режима электрической сети, в которой работает машина.


Рис. 34.1. Принципиальные схемы независимого возбуждения синхронных машин


Рис. 34.2. Принципиальная схема компаундирования возбуждения синхронного генератора

Схема независимого возбуждения с электромашинным возбудителем, представляющим собой генератор постоянного тока, изображена на рис. 34,1, а. Здесь обмотка возбуждения 2 синхронного генератора 1 питается от генератора постоянного тока 3. На рис. 34.1, б представлена принципиальная схема независимого возбуждения, в которой в качестве возбудителя используется ионный или полупроводниковый преобразователь 4, получающий питание от вспомогательного синхронного генератора 5, установленного на валу основного синхронного генератора /. Схемы с электромашинным возбудителем применяют на гидро- и турбогенераторах мощностью до 100 ООО кВт и компенсаторах мощностью до 30 ООО кВ • А.



Системы независимого возбуждения, обладающие быстродействием, т. е. определенной скоростью нарастания напряжения и кратностью форсирования напряжения возбуждения, повышают статическую и дищ-амическую устойчивость электрических станций.

Хорошим средством повышения устойчивости синхронного генератора с одновременным автоматическим регулированием напряжения в сети является компаундирование возбуждения синхронных генераторов, получившее широкое распространение. Термин компаундирование обозначает автоматическое регулирование тока возбуждения синхронной машины в зависимости от тока якоря. На


Рис. 34.3. Принципиальные схемы независимого возбуждения с полупроводниковым (а) и ионным (б) выпрямителями

рис. 34.2 показана принципиальная схема компаундирования возбуждения синхронного генератора /. Здесь обмотка возбуждения ОВВ возбудителя получает дополнительное питание от трансформатора тока 2, включенного в линейный провод синхронного генератора через выпрямитель 3, соединенный по мостовой схеме. При соответствующей настройке схема обеспечивает постоянство напряжения, реагируя на изменения нагрузочного тока синхронного генератора. Для улучшения работы схем компаундирования их иногда дополняют устройствами, которые получили название корректоров напряжения - электронных, электромагнитных или электромеханических.

Недостатки системы независимого возбуждения с электромашинным возбудителем связаны с самим возбудителем. У (гидроге- нераторов) тихоходных машин из-за инерционности в электромагнитном отношении возбудителя система возбуждения имеет ограниченное быстродействие. У быстроходных машин (турбогенераторов) надежность работы возбудителя снижается вследствие вибрации и тяжелых условий коммутации. Для сверхмощных турбогенераторов, требующих большую мощность возбуждения, вы-



полнить электромашинный возбудитель на большую частоту вращения по условиям коммутации становится невозможным.

Таким образом, компаундирование возбуждения синхронных генераторов применяют при. относительно медленно происходящих процессах в системе и для синхронных генераторов мощностью до 100 ООО кВт. Там же, где требуется наибольшее быстродействие системы возбуждения при значительном потолке напряжения, применяют схемы возбуждения с полупроводниковыми и ионными выпрямителями.

Принципиальная схема системы независимого возбуждения с полупроводниковым выпрямителем показана на рис. 34,3, а. Здесь на валу турбогенератора ТГ помещены вспомогательный синхронный генератор ВГ (индукторная машина повышенной частоты) и подвозбудитель ПВ (машина с постоянными магнитами). Вспомогательный генератор имеет две обмотки возбуждения: одна OBBi включена последовательно с обмоткой возбуждения турбогенератора ОВ и дает компаундирующий эффект; другая ОВВ2 получает независимое питание от ПВ через выпрямитель В\. Напряжение ВГ выпрямляется полупроводниковым выпрямителем В2 и регулируется при помощи реактора с подмагничиванием Р. В режиме нормального возбуждения обмотка статора ВГ нагружена дополнительным реактивным током, потребляемым реактором. Изменяют ток в реакторе путем автоматического регулирования степени его подмагничивания. Эта система возбуждения обеспечивает скорость нарастания напряжения возбуждения Vu не менее 4[/в.ном в секунду.

Более быстродействующая система независимого возбуждения-с ионным выпрямителем (рис. 34.3, б). На одном валу с гидрогенератором СГ помещен вспомогательный синхронный генератор ВГ, имеющий трехфазную обмотку с отпайками. Обмотка возбуждения ВГ питается от электромашинного возбудителя В. Ионные вентили Bi и В2 собраны по мостовым схемам преобразования. На стороне переменного тока они включены на разные напряжения, а на стороне выпрямленного напряжения - параллельно. Возбуждение СГ в нормальном режиме обеспечивает группа вентилей Bi, включенных на низкое напряжение ВГ, а режим, форсирования возбуждения - вентили В2, работающие от полного напряжения ВГ. Рассмотренная система возбуждения имеет предельное быстродействие и дает возможность получить йфор=4 и более. *

§ 34.3. Генераторы с самовозбуждением

Преимущество самовозбуждающихся синхронных генераторов- то, что они не требуют дополнительного источника энергии для питания обмотки возбуждения, имеют значительно меньшие размеры, массу и стоимость по сравнению с генераторами независимого возбуждения. Наибольшие применения получили маломощ-"ные самовозбуждающиеся генераторы с системами самовозбужде-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [48] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.0149