Контрольные вопросы

1. Принцип действия системы возбуждения Basler.

2. Устройство АРН.

3. Принцип действия АРН.

4. Возможные неисправности системы возбуждения.

5. Обслуживание системы возбуждения Basler.

Глава 7. Система возбуждения и автоматического регулирования напряжения типа «taiyo»

Функциональная схема системы возбуждения беcщеточного синхронного генератора показана на рисунке 7.1.

Рис. 7.1. Функциональная схема системы возбуждения

Компоненты схемы следующие:

• F1 — основная обмотка возбуждения возбудителя;

• F2 — управляющая обмотка возбуждения (от АРН);

• Ex — возбудитель переменного тока;

• Si1 — вращающийся выпрямитель;

• Si2 — кремниевый выпрямитель;

• G — синхронный генератор ;

• CT — трансформатор тока;

• S1, S2 — защита от перегрузки;

• RT — реактор;

• Rc — разрядное сопротивление;

• PT — силовой трансформатор;

• CCT — трансформатор тока для компенсации уравнительного тока;

• DCT — дифференциальный трансформатор тока;

• CCR — компенсационное сопротивление реактивного тока;

• AVR — автоматический регулятор напряжения ;

• EVA — реостат уставки напряжения;

• F — роторная обмотка возбуждения синхронного генератора.

Из рисунка видно, что выходной ток якоря с возбудителем переменного тока, расположенного на валу ротора генератора, предназначен для того, чтобы возбуждать обмотку возбуждения F системы синхронного генератора, через вращающийся выпрямитель, расположенный на конце вала генератора. Возбудитель переменного тока имеет две отдельные обмотки возбуждения: F1 и F2. Ток проходит через реактор RT и трансформатор тока CT, при этом он суммируется и выпрямляется. Выпрямленный ток течет через первую обмотку возбуждения F1, которая служит для основного возбуждения генератора, в то время как ток, выходящий из автоматического регулятора напряжения течёт через обмотку управления F2 и предназначен для более точной стабилизации напряжения.

Принцип действия (рис.7.2).

Статическое возбуждение системы состоит из реактора RT, трансформатора токаCT, силиконового выпрямителя Si, силового трансформатора PT и тиристорного автоматического регулятора напряжения AVR.

Выходной ток якоря с возбудителем переменного тока, расположенного на валу ротора генератора, служит для возбуждения обмотки статора F генератора через вращающийся выпрямитель, расположенный на роторе генератора. Возбудитель переменного тока имеет две отдельные обмотки возбуждения: F1 - основную и F2 - обмотку управления.

Первая обмотка возбуждения питается постоянным током, который создается в результате суммирования тока, протекающего через реактор, и тока трансформатора так же как и в самовозбуждающихся синхронных генераторах переменного тока.

Рис.7.2 Принципиальная схема системы возбуждения TAIYO.

Вторая обмотка возбуждения является управляющей и предназначена для стабилизации и точного регулирования напряжения генератора при помощи АРН.

Реактор и трансформатор тока настроены так, чтобы обеспечивать ток возбуждения , сравнивая их с требуемыми значениями, а также, чтобы поддерживать требуемое напряжение на клеммах генератора и компенсировать падение напряжения при изменении тока нагрузки. В результате АРН питает управляющую обмотку F2, обеспечивая дифференциальное управление обмотки возбуждения. Поэтому напряжение на клеммах генератора остаётся стабильным.

Схема АРН (рис. 7.3) включает в себя следующие цепи: измерения отклонения регулируемой величины, усиления этого отклонения и источника импульсов. Они смонтированы на одной печатной плате, которая находится в отдельной коробке вместе с измерительным трансформатором PT1 и главным тиристором.

Рис. 7.3. Блок-схема АРН

Рис. 7.4. Принципиальная схема АРН

В цепь измерения отклонения (рис. 7.4) поступает напряжение Е₁, которое пропорционально напряжению генератора E_G и которое преобразуется в постоянное напряжение необходимой величины, и опорное напряжение E₂, которое независимо от E_G, всегда постоянно и создаёт напряжение отклонения Е₃:

E₃ = E₁ – E₂.

Отношение между E_G, E₁, E₂ и E₃ показано на рисунке 7.5.

Рис. 7.5. Эпюры соотношения напряжений

Основные части (цепь усиления отклонившейся величины и колебательный контур) составлены из гибрида интегральных схем (ICs). Сигнал отклонения E₃, усиленный операционным усилителем, который находится в цепи усиления отклонения, и сигнал отклонения E'₃ преобразованы в колебательном контуре в одиночный отрегулированный в фазовом отношении импульс, как показано на рисунке 7.6.

Рис. 7.6. Зависимость сигнала отклонения E'₃ от угла открытия тиристора α

В усилительной схеме одиночный импульс преобразован в широкий импульс с помощью вспомогательного тиристора и этот сигнал подается к управляющему электроду главного тиристора, чтобы управлять его углом открытия.

В этой цепи R — переменный резистор, регулирующий приращение АРН.

Демпфирующая цепь предотвращает колебания напряжения. Она реагирует на изменение сигнала на выходе главного тиристора и работает при резком изменении нагрузки. В этой цепи R4 и R17 — демпфирующие регулируемые резисторы.

Конструкция статического возбудителя (рис.7.11).

Обычно, внешний реостат напряжения,EVA, питающий трансформатор,PT и элементы цепи параллельной работ установлены в ГРЩ, в то время как другие элементы системы возбуждения размещены в отдельной коробке каплезащищенной конструкции, установленной на верхней части генератора.

Данные бесщёточного синхронного генератора фирмы TAIYO: тип TW, модель FE-418-8 — 500 кВА, 450 В, 900 об/мин:

Рис. 7.7. Клеммная коробка каплезащищенной конструкции