- •5. Системы регулирования напряжения и частоты
- •5.1.Автоматические регуляторы частоты вращения приводных двигателей
- •5.2. Системы возбуждения и автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов
- •5.3. Принципы построения систем автоматического регулирования напряжения
- •5.4. Сварн бесщеточных синхронных генераторов
- •6. Параллельная работа генераторов
- •6.1. Особенности параллельной работы
- •6.2. Условия синхронизации и последствия их нарушений
- •6.3. Методы синхронизации
- •6.3.1.Метод точной синхронизации
- •6.3.2. Метод грубой синхронизации
- •6.3.3. Метод самосинхронизации
- •6.4. Параллельная работа генераторов постоянного тока
5. Системы регулирования напряжения и частоты
Изменение нагрузки СЭС, например, включение мощных приемников электроэнергии ( пожарного насоса, компрессора пускового воздуха, работа грузовых лебедок и т.п. ) вызывает изменение величины тормозного электромагнитного момента генераторов и, как следствие, изменение частоты вращения приводных двигателей генераторов.
В свою очередь, это приводит к изменению частоты тока и напряжения синхронных генераторов, что неблагоприятно сказывается на работе приемников электроэнергии.
Особенно чувствительны к провалам напряжения 3-фазные асинхронные двигатели у которых вращающий электромагнитный момент прямо пропорционален квадрату напряжения. Поэтому провалы напряжения могут привести к остановке ( насосы, вентиляторы ) и даже реверсу ( грузовые лебедки, краны, брашпили ) электродвигателей.
Провалы напряжения неблагоприятно сказываются на работе люминисцентных светильников. Поэтому двигатели генераторов – дизели и турбины, обязательно снабжают автоматическими регуляторами частоты вращения.
5.1.Автоматические регуляторы частоты вращения приводных двигателей
Основное требование к ПД генераторных агрегатов любого типа - сохранение частоты вращения вала ПД, что необходимо для стабилизации частоты тока генераторов.
Поэтому ГА снабжают АРЧ, для которых регулирующим воздействием является изменение подачи топлива (пара), а регулирующим органом - топливная рейка у дизелей и паровпускной клапан у турбин.
Автоматические регуляторы частоты приводных двигателей ГА должны удовлетворять следующим требованиям:
- при набросе (сбросе) 100 %-ной нагрузки изменение частоты враще¬ния ПД не должно превышать ± 10 % номинального значения, а установившаяся частота вращения не должны отличаться более чем на ± 5 % номинальной (это требование одинаково для турбин и дизелей, за тем исключением, что у дизелей наброс нагрузки проводится в 2 ступени, по 50 % каждая);
- колебания частоты вращения (размах) ДГ при нагрузках 25-100 % номинальной должны находиться в пределах ± 1 % номинальной;
- должна обеспечиваться возможность местного и дистанционного из-менения частоты вращения в пределах ± 10 % номинальной.
Более подробно работа АРЧ рассматривается ниже ( см. п. «Распределение нагрузки между параллельно работающими генераторами» ).
Таблица 5.1. Классификация регуляторов частоты вращений вала приводных двигателей ГА
Тип регулятора |
Выполняемые функции |
По назначению и режимности работы |
|
Однорежимный |
Поддерживает один скоростной режим |
Двухрежимный
|
Поддерживает два скоростных режима ( минимально устойчивой и номинальной частоты вращения ) |
Всережимный
|
Поддерживает любой скоростной заданный режим двигателя( выше минимально устойчивой частоты вращения ) |
Предельный |
Включается в работу только в случае превышения номинальной частоты вращения |
По типу измерительной части регулятора |
|
Механический
|
Входной сигнал ( частота вращения ) преобразуется измерителем регулятора в механическое перемещение |
Гидравлический
|
Входной сигнал ( частота вращения ) преобразуется в энергию давления масла |
Электрический |
Входной сигнал ( частота вращения ) преобразуется в электрическую величину ( напряжение или ток ) механическое перемещение |
По способу воздействия измерительного устройства на регулирующий орган |
|
Прямого действия
|
Перемещение рейки ТНВД происходит только за счет энергии, сообщаемой ей измерительной частью регулятора |
Непрямого действия |
Выходной сигнал измерительной части регулятора передается на топливную рейку усиленным ( через усилитель ) |
По количеству входных сигналов |
|
Одноимпульсные
|
Работает по отклонению только одной величины ( частоты вращения ) |
Двухимпульсные |
Работает по отклонению двух величин ( частоты вращения и активной нагрузке генератора ) |
По виду регуляторной характеристики |
|
Астатический
|
Поддерживает частоту вращения постоянной при любых нагрузках |
Статический
|
Поддерживает частоту вращения коленчатого вала дизеля в установленных пределах Δn при изменении нагрузки |
Комбинированный |
В зависимости от настройки может работать как по статической, так и по астатической характеристике |
По осуществляемому закону регулирования |
|
Интегральный ( И - регулятор ) |
Отклонение частоты вращения влияет только на скорость перемещения рейки ТНВД |
Пропорциональный ( П – регулятор ) |
Отклонение частоты вращения влияет только на величину перемещения рейки топливных насосов |
Пропорционально-интегральный ( ПИ- регулятор ) |
Отклонение частоты вращения влияет на величину и скорость перемещения рейки топливных насосов
|
По типу обратных связей |
|
С жесткой обратной связью |
Осуществляет пропорциональный закон регулирования ( П – регулятор ). Регуляторная характеристика статическая |
С гибкой обратной связью |
Осуществляет пропорционально-интегральный закон регулирования ( ПИ – регулятор ), Регуляторная характеристика астатическая. Чаще всего гибкую обратную связь выполняют в виде изодромного устройства |