Системы возбуждения
Системы возбуждения относятся к числу наиболее ответственных элементов генератора, так как их характеристики существенно влияют как на устойчивость работы генераторов, так и на устойчивость двигателей нагрузки собственных нужд электростанции. Последнее очень существенно для обеспечения устойчивости технологического режима мощных блоков станций.
Систему возбуждения принято характеризовать:
номинальными параметрами – напряжением
,
током
и мощностью
,
которая обычно составляет 0,2 – 0,6%
номинальной мощности машины; форсировочной
способностью (кратностью форсировки);
быстродействие системы возбуждения во
время аварий в энергосистеме и быстротой
развозбуждения генератора в случаях
его повреждений.
Номинальные параметры
и
системы возбуждения определяются:
мощностью возбуждения; предельными
токами, которые могут быть пропущены
через контактные кольца и щетки;
предельными напряжениями, при которых
возбудители pаботают
надежно, и т. д.
Определение номинальной скорости нарастания напряжения возбудителя
Рис. 20.13.
Быстродействие системы возбуждения
определяется форсированной способностью
(кратностью форсировки
,
где
и
,
соответственно, наибольшее установившееся
и номинальное значения напряжения
возбудителя) и скоростью нарастания
напряжения возбудителя (
)
при форсировании, которая определяется
по формуле:
|
|
(20.4) |
где
— предельное напряжение возбудителя
(для электромашинных возбудителей
,
для выпрямительных систем
);
— время, в течение которого напряжение
возбудителя возрастает до значения
.
Для систем возбуждения, у которых кривая
может быть представлена экспонентой
,
время
(рис. 20.13). Скорость нарастания напряжения
тем выше, чем больше потолок возбуждения
и чем меньше постоянная времени подъема
напряжения
.
Возбудители современных турбогенераторов
имеют
и
не менее двух единиц номинального
напряжения (
)
в секунду. Допустимая длительность
форсировочного режима с предельным
током возбуждения зависит от системы
охлаждения генератора и должна быть не
менее 50с при косвенной системе охлаждения,
30с при непосредственном охлаждении
ротора и косвенном охлаждении статора,
20с при непосредственном охлаждении
ротора и статора.
В зависимости от источника энергии, используемого для возбуждения синхронной машины, системы возбуждения можно подразделить на три основные группы:
1) системы возбуждения, в которых источником энергии является генератор постоянного тока (возбудитель);
2) системы возбуждения, в которых источником энергии является генератор переменного тока (возбудитель). Переменный ток этого генератора преобразуется в постоянный ток с помощью полупроводниковых управляемых или неуправляемых выпрямителей;
3) системы возбуждения, в которых используется энергия самой возбуждаемой машины (самовозбуждение). Эта энергия преобразуется с помощью специальных трансформаторов и полупроводниковых выпрямителей.
Системы возбуждения первой группы являются независимыми от напряжения возбуждаемой машины, если возбудитель приводится во вращение от ее вала или от электродвигателя, который подключен к вспомогательному генератору, расположенному на одном валу с возбуждаемой машиной. Вторая система также является независимой, а третья — зависимой от напряжения возбуждаемой машины.
Электромашинная система возбуждения с генератором постоянного тока, работающим по схеме самовозбуждения:
GE- возбудитель; LG — обмотка возбуждения генератора; LE — обмотка возбуждения возбудителя;RR — шунтовой реостат; АРВ – автоматический регулятор возбуждения; R — разрядный резистор
Рис. 20.14