5.7. Устройство автоматического регулирования и форсировки возбуждения для генераторов с высокочастотными возбудителями

Автоматическое регулирование и форсировка возбуж­дения турбогенераторов серии ТВВ, оснащенных высоко­частотными возбудителями, осуществляется с помощью типовых панелей автоматики ЭПА-325 и ЭПА-500.

Панель автоматики, упрощенная схема которой при­ведена на рис. 5.19, включает в себя: АРВ с измеритель­ным органом ИО, блоком ограничения форсировки БОФ (на рис. 5.19 не показан) и устройством обратной связи ГОС и ЖОС; УБФ и защиту от перегрузки обмотки ро­тора.

Возбуждение высокочастотного возбудителя GE в нормальном режиме обеспечивается совместным дейст-

вием двух обмоток возбуждения: основной LE1, вклю­ченной последовательно с обмоткой ротора, и обмоткой LE3, включенной встречно основной обмотке. При этом параметры высокочастотного возбудителя выбраны так, что возбуждение, создаваемое обмоткой LE1, превыша­ет возбуждение, необходимое для нормальной работы генератора, а избыток возбуждения компенсируется АРВ, который подает ток в обмотку LE3.

В обмотке возбуждения LE2, которая включена со­гласно с основной обмоткой и подключена к УБФ, в нормальном режиме проходит небольшой ток, не ока­зывающий заметного влияния на возбуждение GE.

Измерительный орган АРВ и УБФ выполнен на прин­ципе сравнения токов линейного и нелинейного элемен­тов аналогично рассмотренному выше и включает в се­бя трехфазный трансформатор ТМ с насыщающимся сердечником и выпрямители VS3 и VS4.

Нелинейным элементом измерительного органа явля­ется первичная обмотка трансформатора ТМ, представ­ляющая собой дроссель, ток в цепи которой изменяется нелинейно при изменении напряжения генератора. Ли­нейным элементом является вторичная обмотка этого же трансформатора, напряжение на которой изменяется ли­нейно.

Токи линейного и нелинейного элементов измеритель­ного органа после их выпрямления выпрямителями VS3 и VS4 подводятся к управляющим обмоткам магнитных усилителей силового органа АРВ и УБФ, который вклю­чает в себя два магнитных усилителя с внутренней обрат­ной связью МУ АРВ и МУ УБФ и два трехфазных вы­прямителя VS АРВ и VS УБФ.

На сердечниках магнитных усилителей расположены силовые обмотки и по нескольку обмоток подмагничивания, с помощью которых производится управление ра­ботой этих магнитных усилителей. Питание силовых обмоток магнитных усилителей производится от высоко­частотного подвозбудителя GEA. Силовые обмотки маг­нитных усилителей имеют наибольшее сопротивление при отсутствии подмагничивания, что может быть или при отсутствии токов в обмотках управления, или когда их суммарное подмагничивающее действие мало или рав­но нулю. В этих условиях токи от силового органа АРВ или УБФ имеют наименьшие значения.

Основное управление магнитными усилителями МУАРВ я МУ УБФ производится обмотками линейного и нелинейного элементов измерительного органа, которые | включены встречно. При этом в МУ УБФ обмотка линейного элемента действует согласно с внутренней об­ратной связью, а обмотка нелинейного элемента — встречно. В МУ АРВ, наоборот, обмотка линейного эле­мента действует встречно, а обмотка нелинейного эле­мента— согласно с внутренней обратной связью.

В результате, как видно из характеристик на рис. 5.20, при нормальном напряжении генератора £/_г,_н ток /дрв.к) поступающий в обмотку LE3, имеет значение, не­обходимое и достаточное для компенсации избыточного возбуждения, создаваемого обмоткой LE1. Ток /убф.ш поступающий в обмотку LE2, имеет при этом минималь­ное значение и, как указывалось выше, заметного влия­ния на возбуждение GE не оказывает.

При эксплуатационных понижениях напряжения ге­нератора ток / арв уменьшается, а ток /убф увеличивает­ся. Благодаря этому ток в обмотке LE3, направленный в сторону развозбуждения, уменьшается, а ток в обмот­ке LE2, направленный в сто­рону подвозбуждения, уве­личивается, что обеспечива­ет увеличение тока ротора генератора и восстановле­ние напряжения.

При КЗ, сопровождаю­щихся более глубокими по­нижениями напряжения, ток выхода АРВ снижается до минимального, а ток выхода УБФ, наоборот, достигает максимального значения, что обеспечивает форсировку возбуждения генератора, При повышении напря­жения ток выхода АРВ рез-

■ ко возрастает; увеличивая развозбуждающее действие обмотки LE3, а ток УБФ несколько уменьшается или остается неизменным, что приводит к восстановлению напряжения генератора.

Характеристики измерительного и силового органов настраиваются так, чтобы при понижении напряжения

на 5 % ток от АРВ снижался до минимального значе­ния, а ток от УБФ возрастал примерно до 80 % своего максимального значения. При повышении напряжения на 5 % ток АРВ увеличивается до максимума, а ток УБФ снижается до минимального значения.

В регуляторе предусмотрены гибкая ГОС и жесткая ЖОС обратные связи, предназначенные для обеспече­ния устойчивости процесса автоматического регулирова­ния возбуждения (см. рис. 5.19).

Гибкая обратная связь осуществляется от напряже­ния ротора через трансформатор стабилизации 7\S7\ Пер­вичная обмотка TST подключена на напряжение ротора генератора, а вторичная — к специальной обмотке управ­ления магнитного усилителя МУ АРВ. Нормально, когда (напряжение ротора неизменно, оно на вторичную обмот­ку TST не трансформируется, и ток в этой обмотке и об­мотке управления не проходит. В процессе регулирова­ния, когда под воздействием АРВ и УБФ происходит увеличение или уменьшение напряжения ротора, возни­кает напряжение на вторичной обмотке TST, под влия­нием которого в управляющей обмотке проходит ток, ослабляющий действие АРВ. В результате процесс ре­гулирования становится более устойчивым и протекает без перерегулирования и колебаний.

Жесткая обратная связь осуществляется от напря­жения выхода АРВ. Ток, создаваемый этим напряжени­ем в другой специальной управляющей обмотке — МУ АРВ, действует в сторону уменьшения крутизны харак­теристики АРВ, что также стабилизирует процесс авто­матического регулирования.

Для ограничения перегрузки обмотки ротора и полу­проводниковых выпрямителей, которые выпрямляют нап­ряжение высокочастотного возбудителя GE, панель ав­томатики включает в себя специальный блок ограниче­ния форсировки (БОФ) (на схеме рис. 5.19 не показан). Блок ограничения форсировки работает аналогично элек­тромагнитному корректору. Измерительный орган, вклю­чающий в себя линейный и нелинейный элементы, под­ключается к одной из обмоток переменного тока высоко­частотного возбудителя GE, а силовой орган подключен к специальным управляющим обмоткам МУ АРВ и МУ УБФ.

В диапазоне напряжений GE, при которых ток рото­ра генератора не превышает допустимых значений, ток на выходе БОФ имеет минимальное значение. Если же при форсировке возбуждения напряжение GE возраста­ет до значений, при которых ток ротора превысит допус­тимую кратность к минимальному току, ток на выходе БОФ также резко возрастает и, проходя по управляю­щим обмоткам магнитных усилителей, будет препятст­вовать недопустимому повышению напряжения на GE. Длительная перегрузка, опасная для обмотки ротора генератора, а также для выпрямительных мостов, может возникнуть не только при форсировке возбуждения, но также из-за разных неисправностей элементов регуля­тора и его цепей. Поэтому для ограничения перегрузки в этих случаях предусмотрена специальная защита, кото­рая действует на развозбуждение генератора при дли­тельном повышении напряжения ^на высокочастотном возбудителе и при отключении автоматического выклю­чателя в цепи TV, питающего панель автоматики.