7.9. Дополнительные функции сарн

Кроме основной функции регулирования напряжения, на САРН, как правило, возлагается ряд дополнительных функций:

1. Изменение частоты синхронного генератора компенсируется соответствующим изменением напряжения на зажимах генератора. Для этого в схему корректора напряжения дополнительно включается контур частотной коррекции (рис. 47). Обычно это LC контур, настроенный на определенную частоту, при которой его сопротивление минимально. Если частота СГ 50 Гц, то резонансная частота контура принимается на уровне 70-80 Гц, и в результате при превышении частоты сопротивление контура снизится, и корректор напряжения соответственно снизить напряжение на зажимах.

2. Температурная коррекция. Вследствие изменения температуры корпуса генератора в различных режимах работы, в схему вводится блок температурной компенсации. Обычно он выполнен на базе терморезистора непосредственно встроенного в корпус (между обмотками). При нагреве обмоток напряжение на зажимах генератора уменьшается (так как сопротивление обмоток увеличивается), в то же время нагревается резистор, что приводит к уменьшению уровня сигналов на входе корректора напряжения.

В свою очередь, корректор напряжения повышает ток возбуждения, и восстанавливает напряжение на уровне номинального.

3. Обеспечение начального возбуждения. У генераторов с самовозбуждением начальное возбуждение является одной из самых сложных задач. В тех случаях когда самовозбуждение генератора происходит нормально, без принятия дополнительных мер, САРН обычно оснащается только цепью подмагничивания ротора от постороннего источника на случай потери или снижения по каким-то причинам остаточного намагничивания ротора. Чаще всего это имеет место при сильных ударных воздействиях генератора, например: режим к.з.

Иногда потери начального намагничивания происходят из-за длительного простоя генераторов, поэтому все генераторы с самовозбуждением обычно дополняются различными средствами обеспечения начального возбуждения.

Например:

Первый способ (рис. 48): источник начального возбуждения подключается в виде ГНВ или аккумуляторной батареи. Наличие ГНВ определяется неустойчивым начальным возбуждением. Аккумуляторные батареи применяют только в тех случаях когда самовозбуждение, как правило, устойчивое, но потеряно в результате длительного простоя.

Второй способ. В САРН с электромагнитным суммированием используется резонансный контур LC (рис. 49). Параметры индуктивности и конденсатора подбираются таким образом, чтобы после пуска генератора и доведения частоты вращения до скорости, соответствующей резонансной частоте f = 47÷48 Гц, в данном контуре возникал резонанс напряжений. В результате значение напряжения на индуктивности или дросселе в условиях резонанса оказывается выше, чем соответствующее значение I_u, обусловленное обмоткой W_н в режиме х.х., т.е.

Uc = UL > Ехх,

таким образом, в суммирующей обмотке искусственно вызывается импульс искусственно повышенного напряжения, позволяющий пройти критическую зону АВ на кривой намагничивания (рис. 50).

Третий способ. Исключение из работы компаундирующего дросселя L из начального возбуждения (рис. 51). Так, при пуске генератора по ОВ протекает малый ток, не вызывающий срабатывания реле КА, и в результате размыкающий контакт КА замкнут, шунтируя дроссель L, за счет этого повышается составляющая Iu, т.к. из нее вычитается падение напряжения на дросселе.

После того как ЭДС в обмотке Wн поднимается в результате возбуждения генератора, ток в реле КА также возрастает, приводя к размыканию контакта КА, приводя к выведению (шунтирующего) дросселя.

Четвертый способ. В СГ, не имеющих СВАРН используется падение сопротивления цепи возбуждения с помощью тиристорного преобразователя, который включается между корректором и обмоткой возбуждения (рис. 52).

Так, при пуске генератора значение ЭДС холостого хода оказывается достаточным для открытия тиристора UZ2, преобразующего переменный ток генератора в постоянный ток возбуждения. В начальный момент пуска генератора напряжение на зажимах мало соответствует номинальному. UZ2 закрыт и корректор напряжения не участвует в работе, реле корректора напряжения также подключено и через его размыкающий контакт КА и выпрямитель UZ1 от генератора напрямую поступает управляющий импульс на UZ2. UZ2 открывается, приводя к самовозбуждению генератора.

4. Гашение поля возбуждения генератора. Как известно из ТОЭ, нельзя мгновенно разорвать цепь с индуктивностью при протекании по ней постоянного тока. В данном случае такой цепью является обмотка возбуждения генератора, поэтому в тех случаях, когда генератор отключается от сети выключателем, без предварительного плавного снятия нагрузки (например: при отключении генератора защитой), процедура вывода генератора из работы называется гашением поля возбуждения генератора. Она обычно выполняется по следующей последовательности:

1. При стандартной схеме включения трансформатора компаундирования производят гашения тока возбуждения замыканием специального рубильника (рис. 53). Схема непосредственного шунтирования обмотки возбуждения с помощью ключа QS применима только на генераторах небольшой мощности, поскольку начальное значение такого короткозамкнутого тока возбуждения достаточно велико и у мощных генераторов может вызвать повреждение цепи возбуждения, поэтому последовательно с QS включается полупроводниковый диод или варистор, обладающий нелинейным сопротивлением, причем его сопротивление растет по мере уменьшения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения.

2. При последовательном соединении контуров компаундирования гашения тока возбуждения выполняется за счет введения в цепь обмотки возбуждения генератора резистора по схеме (рис. 54).

На старых судах эти процедуры выполняются не автоматически, а вручную, т.е. сразу после отключения генератора электромеханик включает рубильник, замыкающий обмотку возбуждения.