Стабилизация U и устройство стабилизации.

Способы:

1) Регулирование напряжения возбуждения генераторов.

2) Регулирование напряжения на клеммах трансформаторной подстанции путем переключения числа витков во вторичной обмотке и подключения компенсирующих устройств.

Регулирование напряжения генератора.

Для этого все подстанции снабжаются АРН.

Функции:

1) поддерживание напряжения на заданном уровне при cosj_н=0 ¸1

2) Форсировка возбуждения генератора при набросах реактивной нагрузки и К.З.

Существуют различные системы АРН:

1) Системы с астатическойой характеристикой.

2) со статической характеристикой.

Астатические характеристики получаются при применении устройств компаундирования. Они осуществляют регулирование по возмущающему воздействию (I_нагр).

Уменьшая напряжение нагрузки, снижается ток нагрузки.

Ф_н = const

SФ = Ф_с+ Ф_н

DU_ГПТ = I_Я R_Я + DU_Щ + U_РЯ

U_Г = С_С n SФ -DU_ГПТ

Путем подбора числа витков компаундирующего устройства (CD) k_C, можно добиться

U – const.

2)Система регулируемая по отклонению U (астатическая характеристика)

I_АU_рег – чтобы работал регулятор

Устройство компаундирования.

1) Системы прямого компаундирования (I_ЯКГЕН создает Ф)

2) Системы косвенного компаундирования, т.е. есть дополнительная обмотка (установленная на возбудителе).

У генераторов переменного тока используют одну обмотку В на якоре (или роторе), но ток в нее подводится от дополнительного трансформатора, через выпрямитель.

Устройство косвенного действия дополнительного сигнала по току подается на независимую обмотку возбуждения ОВН через дополнительное устройство (шунт) для генераторов постоянного тока и трансформатор тока и усилитель (или возбудитель) для генератора переменного тока.

1) прямого действия. 2) косвенного действия.

ГПТ

СГ

Компаундирование СГ.

Векторная диаграмма СГ. (Потье)

Es – ЭДС в зазоре.

Вывод закона компенсации ОВ СГ следует из диаграммы Потье.

Закон изменения тока в зависит от величины и характера тока нагрузки.

1)

U = U_H = const

2) j_Н = 30 ⁰

3) j_Н = 60 ⁰

4) j_Н = 90 ⁰

ЭДС изменяется за счет j.

Точки Es сносим на вертикаль I, переносим на характеристику холостого хода, затем получаем точки (1, 2, 3, 4). Получим Fs. От точек 1, 2, 3, 4 откладываем Fa под углом g_{1, 2, 3, 4}. Получаем Fs 1, 2, 3, 4. Соединяем их концы, получаем годограф, по которому при изменении j изменяется поток возбуждения. На практике регулирование реализуется двух ступенчато.

1 ступень.

упрощенный закон – поток Ff не изменяется. Допущения g=j.

Качество регулирования снижается. Ошибка регулирования 5 – 7 %. Чтобы исключить ошибку, вводим в цепь регулятор по отклоняющему воздействию.

Реализация регулятора.

Классификация регулятора напряжения.

1) Системы АРН, работает по отклонению U. Использует на малых ЭС.

2) Системы фазового компаундирования.

3) Системы токового компаундирования.

4) Система с параллельным сложением сигналов тока и напряжения.

5) Система с последовательным сложением сигналов тока и напряжения.

или ( ) др. сх.

6) Системы с применением тиристоров. Тиристоры применяются для дополнительного регулирования с корректоров напряжения.

7) Тиристоры входят в состав основного выпрямителя. (Выпрямитель питающий ОВ)

8) Тиристоры включены на стороне переменного тока.

9) Тиристоры включены на стороне постоянного тока ОВ.

10) Симметричная схема основного выпрямителя.

11) Несимметричная схема.

анодная группа – диоды

катодная группа – тиристоры

12) Релейная система управления тиристорами.

13) Фазовый способ управления тиристорами.

Примеры схем управления возбуждением генератора.

1 Генераторы МСК (350 ¸ 1500) кВт.

Промышленный генератор.

СГ – статор генератора.

ТФК – трансформатор фазового компаундирования.

ДО – дроссель отбора, для регулирования тока возбуждения.

МУ – магнитный усилитель.

VD1 – основной выпрямитель.

VD – защитный выпрямитель от обратного тока.

VD2 – диоды магнитного усиления.

VD3 – выпрямитель магнитного усилителя.

VD4 – выпрямитель нелинейного элемента.

VD5 – выпрямитель линейного элемента.

ТЛЭ – трансформатор линейного элемента.

ТНЭ - трансформатор нелинейного элемента.

ТД – добавочный трансформатор для параллельной работы генераторов.

Wnk – обмотка питания корректора.

WS - суммарная обмотка.

Wн – обмотка напряжения.

Wт – обмотка тока.

С – конденсаторы для самовозбуждения.

R1,2,3,4 – настроечные сопротивления.

Wд – добавочная обмотка для регулирования тока.

РГП – рубильник гашения поля обмотки возбуждения.

МШ – магнитный шунт.

Пять различных обмоток ДО

В обмотке управления меняется направление тока и магнитного потока.

МУ

Рабочую точку выбираем на середине прямолинейной характеристики. При изменении напряжения меняется ток магнитного усилителя.

Компаундирующие сопротивления и их аналоги.

1. Геометрическое сложение тока генератора и тока пропорциональному напряжению.

а) (использование дросселей)

б) (использование конденсаторов)

в) Магнитный шунт поворачивает Ф обмотку напряжения в сторону отставания напряжения на 90⁰ за счет повышения индуктивности обмотки.

г) Включение ОН на линейное напряжение генератора, а токовой обмотки на ток свободной фазы.

Если в качестве компаундирующего сопротивления Z_К использовать конденсатор, то у ОН надо поменять начало и конец, т.е. включить встречно.