Распределение реактивной нагрузки

При одиночной работе генератора СВАРН регулирует ток возбуждения с целью стабилизации напряжения. При параллельной работе генераторов изменение тока возбуждения приводит к перераспределению реактивной нагрузки генераторов. Для обеспечения равномерного распределения реактивной нагрузки при параллельной работе синхронных генераторов в СВАРН вводят схемы распределения реактивной мощности – реактивные компенсаторы, которые включаются только при параллельной работе. Принцип работы реактивных компенсаторов приведен в разделе «Распределение и перевод нагрузки».

Схемы автоматического начального подмагничивания

Самовозбуждение синхронного генератора происходит за счет остаточного намагничивания ротора генератора.

Потеря остаточного намагничивание ротора возможна в следующих случаях:

короткое замыкание генератора;

во время ремонтных работ в результате сильных механических ударов по ротору;

при длительном нахождении генератора вне эксплуатации.

Рисунок 1.6 – Схемы автоматического начального подмагничивания с генератором начального возбуждения (а), шунтированием компаундирующего элемента на время пуска (б), введением резонансного контура (в), введением токового контура (г).

Компаундирующий элемент L обладает большим сопротивлением, что снижает ток в обмотке напряжения. Это может привести к срыву процесса самовозбуждения. Устойчивое самовозбуждение обеспечивают схемы, показанные на рисунке 6. Все схемы предназначены для создания или увеличения начального тока возбуждения.

3.2. Автоматическое регулирование напряжения
бесщеточных генераторов

Принцип автоматического регулирования напряжения бесщеточных генераторов иллюстрируется схемой, представленной на рис. 1.7.

Основной генератор G1 и возбудитель G2 находятся в одном корпусе. Возбудитель G2 представляет собой обращенный синхронный генератор, у которого обмотка возбуждения LG2 расположена на статоре, а трехфазная обмотка на роторе. С помощью автоматического регулятора напряжения АРН регулируется постоянный ток в обмотке возбуждения LG2 возбудителя. Регулирование может выполнять по возмущению, по отклонению или комбинированное. При вращении ротора магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения LG2, индуцирует в трехфазной обмотке ротора возбудителя G2 переменный ток, который выпрямляется выпрямителем UZ1. Этот выпрямленный ток, протекая по обмотке возбуждения LG1, создает магнитный поток основного генератора G1.

Рисунок 1.7 – Схема системы автоматического регулирования напряжения бесщеточного генератора

Элементы системы возбуждения бесщеточного генератора

Принципиальная схема СВАРН бесщеточного генератора представлена на рис. 1.8. Система возбуждения СГ является смешанной. Генератор имеет возбудитель в виде синхронного генератора G2, возбуждение которого осуществляется за счет отбора энергии с клемм основного генератора. Регулирование напряжения выполнено по комбинированному принципу: при помощи трансформатора компаундирования ТК регулирование по возмущению; при помощи корректора А1 регулирование по отклонению.

В состав схемы входят следующие элементы:

G1 – основной генератор;

G2 – возбудитель;

ТК – трансформатор компаундирования;

UZ1 – главный выпрямитель;

UZ2 – вращающийся выпрямитель;

L – реактор;

C – блок конденсаторов;

R1 – шунтирующий резистор;

R2 – внешний реостат уставки напряжения;

R3 – реостат реактивного компенсатора;

TV1 – питающий трансформатор;

TA1 – трансформатор тока;

TA2 – дифференциальный трансформатор;

А1 – регулятор напряжения (коректор);

VS – тиристор отбора мощности.

Трансформатор компаундирования ТК представляет трехфазный трехобмоточный трансформатор, у которого имеются первичные обмотки: wт – токовые, wн – напряжения и вторичные обмотки wc – суммирующие. Этот трансформатор обеспечивает самовозбуждение генератора и регулирование напряжения в зависимости от величины и характера тока нагрузки.

Главный выпрямитель UZ1 предназначен для выпрямления тока трехфазного трансформатора и питания обмотки возбуждения возбудителя.

Вращающийся выпрямитель UZ2 предназначен для выпрямления тока возбудителя и питания обмотки возбуждения главного генератора, расположен на роторе.

Реактор переменного тока L подключается на фазные клеммы параллельно статорной обмотке генератора и предназначен для сдвига вектора потока обмотки напряжения трансформатора ТК относительно вектора напряжения на угол 90°. Реактор имеет регулируемый воздушный зазор, который обеспечивает возможность подстройки системы и обеспечивает термокомпенсацию при высоких температурах.

Блок конденсаторов С обеспечивает устойчивое начальное возбуждение генератора. В последовательной цепи, состоящей из конденсатора и реактора при частоте, близкой к номинальной, возникает явление резонанса напряжений. В результате на обмотку трансформатора wн подается повышенное напряжение, а на суммирующей обмотке wс наводится повышенная ЭДС. Генератор возбуждается и его напряжение поддерживается на постоянном уровне.

Внешний реостат уставки напряжения R2 используется в качестве задатчика эталонного напряжения, с которым сравнивается текущее напряжение генератора

Шунтирущий резистор R1 является регулируемым реостатом для использования в шунтирующей цепи тиристора отбора мощности VS.

Рисунок 1.8 – Принципиальная схема СВАРН бесщеточного генератора

Питающий трансформатор TV1 предназначен для питания цепей регулятора напряжения А1.

Регулятор напряжения А1 (корректор) предназначен для регулирования напряжения на обмотке возбуждения возбудителя в зависимости от величины отклонения напряжения генератора. Регулирование выполняется при помощи тиристора отбора мощности VS. Регулятор измеряет истинное напряжение генератора и в случае его отклонения от заданной величины изменяет угол открытия тиристора отбора мощности. Тем самым регулируя среднее выпрямленное напряжение, подаваемое на обмотку LG2.

Компенсатор уравнительного тока используется при параллельной работе генератора. Он состоит из трансформатора тока ТА1, который измеряет полный ток нагрузки генератора, дифференциального токового трансформатора ТА2, резистора R3 и нормально замкнутого контакта генераторного автомата QF1. Данный контакт размыкается при включении генератора на параллельную работу, при этом включаются линии уравнительной связи между компенсаторами параллельно работающих генераторов.