45.Виды и основные параметры систем возбуждения синхронных генераторов.

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 форсирования в аварийных режимах; осуществлять быстрое развозбуждение и в случае необходимости производить гашение поля в аварийных режимах. Быстродействие системы возбуждения определяется кратностью форсирования = UBm/UB_H (отношение максимального напряжения возбуждения к его номинальному значению) и скоростью нарастания напряжения возбудителя (с-1) при форсировании Возбудители современных турбогенераторов имеют, не меньшее двукратного номинального напряжения   в секунду. Допустимая длительность форсировочного режима с предельным током возбуждения зависит от системы охлаждения генератора и должна быть не меньше 50 с 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 или главного синхронного генератора.

В зависимости от источника энергии, используемого для возбуждения, все системы разделяются на системы 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 в вентильными выпрямителями (рис. 1-18—1-20). В настоящее время электромашинные возбудители применяют только на турбогенераторах мощностью до 100 МВт, на гидрогенераторах небольшой мощности и в качестве резервных возбудителей, в том числе и для генераторов с вентильными системами возбуждения. Рис. 1-17. Электромашинная система возбуждения с генератором постоянного тока: а — с самовозбуждением возбудителя; б — с подвозбудителем I — синхронный генератор; 2 — обмотка возбуждения генератора; 3 — автомат гашения поля; 4 — дугогасительная решетка; 5 — возбудитель; 6 — обмотка возбуждения возбудителя; 7 — подвозбудитель Для генераторов больших мощностей применяются вентильные системы возбуждения о 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.  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 независимые (ОНВ) обмотки возбуждения высокочастотного возбудителя (ВЧВ); 8 — высокочастотный подвозбудитель (Г1В); 9 — выпрямитель (В); 10, 11 — магнитные усилители (МУ) бесконтактной форсировки и автоматического регулятора возбуждения (APB); Р — разрядник

Рис. 3-19. Независимая система возбуждения с управляемыми вентилями 1 — синхронный генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — возбудитель — вспомогательный генератор с двумя обмоткам и на статоре; 4 — обмотка возбуждения возбудителя; 5 подвозбудитель; 6 -  обмотка возбуждения подвозбудителя; 7, 8 — форсировочная и рабочая группы управляемых вентилей Рис. 1-20. Бесконтактная система возбуждения: 1 - синхронный генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — вращающиеся полупроводниковые выпрямители, 4 — высокочастотный возбудитель (обращенная индукторная машина); 5 — обмотка возбуждения возбудителя; 6 — высокочастотный подвозбудитель; 7 — выпрямитель; 8 — магнитный усилитель цепи возбуждения подвозбудителя При переходных процессах свободный ток ротора, протекая по обмотке самовозбуждения, создает необходимый компаундирующий эффект. 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. 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.