Ограничение минимального тока возбуждения

Способ регулирования тока ротора при ТВ позволяет генератору работать в режиме потребления реактивной энергии. Этот режим становится возможным в связи с генерированием реактивной мощности длинными линиями электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения. В режиме потребления реактивной энергии происходит снижение возбуждения генератора и, как следствие, недопустимый нагрев генератора и снижение статической устойчивости электропередачи. Отсюда вытекает требование к установке на генераторах с ТВ ограничителя минимального тока возбуждения.

Ток возбуждения генератора в режиме потребления реактивной мощности снижается до величин, меньших тока холостого хода Iрот. хх.

Из приведенных на Рис. 3.3.3.7. векторных диаграмм двух режимов генератора, режима выдачи активной и реактивной мощности (а) и режима выдачи активной и потребления реактивной мощности (б) можно сравнить параметры генератора в этих режимах.

Режим (а) +P, +Q Режим (б) +P, -Q

ЭДС генератора – Ed1 ЭДС генератора – Ed2

Ток возбуждения - Iв1 Ток возбуждения - Iв2

Внутренний угол генератора δ1 Внутренний угол генератора δ2

1. Из сравнения видно, что в режиме потребления реактивной мощности значительно снижается ЭДС генератора Ed2< Ed1, а, следовательно, и ток возбуждения Iв2 < Iв1., причем ток Iв2 меньше значения тока холостого хода генератора. Следствием этого будет уменьшение магнитного потока в воздушном зазоре генератора и вытеснение его на лобовые части машины. Магнитный поток нагревает лобовую часть обмотки и все металлические части, примыкающие к ней, и этот перегрев может достигать опасной для обмотки статора величины.

2. В режиме потребления увеличен, по сравнению с обычным режимом внутренний угол генератора δ2> δ1, которым определяется устойчивость связи статор – ротор. Это может вызвать нарушение статической устойчивости генератора, электропередачи, привести к синхронным качаниям в энергосистеме и даже её разделению на несколько частей.

Для предупреждения ненормальных режимов, возникающих при уменьшении Iрот, использован ограничитель минимального возбуждения (ОМВ), который допускает режим потребления генератором реактивной мощности Qдо пределов, когда этот режим становится опасным, после чего вводит ограничение тока возбуждения снизу.

Уставкой ограничителя минимального возбуждения является характеристика зависимости Q_ГЕН= f(P_ГЕН) для режима потребления реактивной мощности, которая выбирается по двум условиям:

1. Она должна быть выше заводской характеристики мощности генератора, допустимой по нагреву в режиме потребления Q.

2. Она должна быть выше характеристики мощности, допустимой по условию сохранения устойчивости электропередачи.

Характеристика ОМВ задается в координатах относительных значений P͙ и Q͙ и принимается на 10% выше наиболее высокой из двух характеристик.

Здесь, на Рис. 3.3.3.8:

1 – заводская характеристика ограничения режимов генератора,

2 – характеристика ограничения по условию сохранения статической

устойчивости,

3 – характеристика ОМВ.

Характеристика ограничения тока возбуждения, а, следовательно, потребления реактивной мощности, зависит от активной нагрузки генератора. При Р =0 потребление реактивной мощности допускается примерно на уровне значения Qном. в режиме выдачи реактивной мощности. С ростом активной нагрузки допустимое Qпотр. уменьшается, и при Р = Рном. приближается к нулю.

Характеристика ОМВ в координатах относительных значений P͙ и Q͙ является уставкой ограничителя ОМВ.