Генератор синхронный типа ГС82-4Б

Генератор ГС82-4Б используется на ССПС для выработки трехфазного переменного тока частотой 50 или 60 Гц.

Технические характеристики генератора приведены в табл.

Таблица.

Параметр	Значение
Мощность, кВт (кВА)	30 (37,5)
Напряжение, В	230/400
Ток статора, А	94/54
Частота тока, Гц	50; 60
Частота вращения, об/мин.	1500; 1800
Соединение фаз	звезда с выведенным нулем
Коэффициент мощности	0,8
Коэффициент полезного действия	88,5
Ток возбуждения при номинальной нагрузке, А	23,5
Напряжение возбуждения, В

Генератор допускает прямой пуск короткозамкнутых асинхронных электродвигателей мощностью до 0,7 номинальной мощности генератора.

Генератор устойчиво работает при параллельном соединении с
однотипным или аналогичным по характеристике генератором, а также с промышленной сетью.

Устройство генератора. Генератор ГС-82-4Б (рис. 4.3.) состоит из статора 6, ротора 7, системы возбуждения и двух подшипниковых щитов 3, 9 (заднего со стороны привода и переднего с противоположной стороны).

Статор состоит из станины, сердечника и обмотки, Станина чугунная на лапах, Для подъема генератора на боковых плоскостях станины имеются опорные цапфы 13.

Ротор генератора состоит из вала 1, сердечника с обмоткой возбуждения, вентилятора 4, контактных колец 15, балансировочного кольца, подшипника роликового 2, подшипника шарикового 8.

Сердечник ротора собран из средних, промежуточных и крайних листов. В промежуточных листах после закалки и намагничивания сохраняется остаточное магнитное поле, необходимое для начального самовозбуждения. Промежуточные листы составляют около 9,22% длины ротора; листы расположены в середине сердечника.

Обмотка ротора намотана из прямоугольного провода. Катушки полюсов соединены между собой последовательно. Концы обмотки возбуждения присоединены к шпилькам двух контактных колец.

Контактные кольца 15 служат для подвода тока к обмотке возбуждения; по поверхности контактных колец скользят щетки, которые

Рис. 4.3. Синхронный генератор ГС-82:

1 — вал; 2 — подшипник роликовый; 3, 9 —щиты подшипниковые; 4 — вентилятор; 5 — блок питания; 6 — ротор; 7 — статор; 8 — подшипник шариковый; 10 — выпрямитель силовой; 11 — траверса; 12 — колпак; 13 — цапфа; 14 —болт заземления; 15 — кольца контактные

Ротор уравновешивается креплением балансировочных грузов кбалансировочному кольцу с одной стороны и к воронке вентилятора — с другой. Балансировка ротора динамическая.

Задний и передний подшипниковые щитысоединены со станиной посадочными замками и крепятся к ней болтами. Задний щит литой чугунный. Передний щит литой чугунный с тремя торцовыми окнами, в одном из которых для интенсивного охлаждения установлены силовые выпрямители. Выпрямители и контактные кольца закрыты штампованным колпаком.

Вентиляция генератора аксиальная. Центробежный вентилятор засасывает охлаждающий воздух через отверстия колпака блока питания и окна в переднем щите. Воздух двумя параллельными путями проходит между полюсами ротора и над спинкой статора и выбрасывается через окна в станине.

Для снижения уровня радиопомех, создаваемых генераторами, к зажимам С1, С2, СЗ, 0 и зажимах ВС на переменные выводы подключены защитные конденсаторы Ср. Конденсаторы крепятся на основании блока питания и переднем подшипниковом щите.

Статическая система возбуждения (рис. 4.4.) служит для питания обмотки ротора постоянным током и поддержания неизменным напряжения на зажимах генератора. Статическая система возбуждения состоит из блока питания и блока управления.

Рис. 4.4. Схема принципиальная электрическая ГС82-4Б:

I — параллельная работа; II — автономная работа; ТС — трансформатор силовой; ВС — выпрямитель силовой; ВП —выпрямитель питания обмотки управления; БС — блок сопротивления; ПВ —переключатель вида работ; С4, С5, С6 —конденсаторы начального возбуждения; Ср1, Ср2, СрЗ — конденсаторы защитные от радиопомех; СС1, СС2 — резисторы; ВГП — выключатель гашения поля

Штрих-пунктирными линиями показаны контуры основных узлов.

*При выходе из строя одного из плеч ВП провод последнего присоединить к выводу

Блок питания состоит из силового трансформатора ТС, силовых выпрямителей ВС, смонтированных на переднем щите, выпрямителя питания управления ВП и блока конденсаторов.

Элементы блока питания смонтированы на литом алюминиевом основании, которое крепится к станине генератора. Блок питания защищен стальным штампованным колпаком.

Трансформатор состоит из сердечника, первичной обмотки W₁ (см. рис. 3), обмотки питания W_П, вторичной обмотки W₂, сериесной обмотки W_С, добавочной обмотки W_Д, магнитного шунта, обмотки управления W_У, короткозамкнутой обмотки W_К.

Сердечник трансформатора состоит из трех отдельных стержней, двух расщепленных ярем и магнитного шунта, которые собраны из пластин электротехнической стали и стянуты изолированными заклепками. Ярма и магнитный шунт скреплены со стержнями шпильками. Магнитный шунт отделен от стержней трансформатора зазором. Величина зазора регулируется изменением толщины изоляционных прокладок между стержнями и магнитным шунтом.

Первичная обмотка трансформатора отделена от остальных обмоток магнитным шунтом. Три катушки ее соединены в звезду и подключены к зажимам генератора. Первичная обмотка служит для создания составляющей тока возбуждения, которая обеспечивает номинальное напряжение на зажимах генератора при холостом ходе.

Обмотка питания намотана на катушках первичной обмотки и изолирована вместе с нею. Обе обмотки выполнены из круглого изолированного провода. Напряжение с обмотки питания подается на обмотку управления через выпрямитель ВП.

Вторичная обмотка предназначена для питания обмотки возбуждения генератора через выпрямитель. Катушки вторичной обмотки вместе с добавочной и сериесной обмотками расположены на стержнях между магнитным шунтом и ярмом, Фазы вторичной обмотки соединены в звезду и подключены к зажимам силовых выпрямителей. Катушки вторичной обмотки намотаны прямоугольным изолированным проводом.

Сериесная обмотка включена последовательно в каждую фазу обмотки статора генератора, Сериесная обмотка служит для увеличения тока возбуждения при увеличении нагрузки на генератор. Катушки сериесной обмотки намотаны шинной медью с изоляцией между витками. Добавочная обмотка — обмотка питания конденсаторов — расположена между магнитным шунтом и сериесной обмоткой; добавочная обмотка выполнена из круглого изолированного провода.

Обмотка управления состоит из четырех катушек, насаженных на полуярма сердечника трансформатора, Обмотка подмагничивает ярмо постоянным током для изменения тока возбуждения и, тем самым, для управления напряжением генератора.

Короткозамкнутая обмотка, намотанная на катушки обмотки управления, предназначена для подавления высших составляющих гармоник потока, проходящего по ярму. Обмотка управления и короткозамкнутая обмотка выполнены из круглого изолированного провода.

Силовые выпрямители выпрямляют переменный ток вторичной обмотки трансформатора в постоянный ток, питающий обмотку возбуждения генератора. Выпрямители собраны по трехфазной мостовой схеме.

Блок конденсаторов состоит из трех конденсаторов МБГЧ, соединенных треугольником и питающихся от добавочной обмотки трансформатора W_Д (см. рис. 4.4.). Конденсаторы и добавочная обмотка составляют контур емкости, который предназначен для создания резонанса напряжений с индуктивностью первичного контура трансформатора ТС.

Блок управления состоит из резистора уставки напряжения РУ, блока сопротивления БС (входит в блок питания) и переключателя режима работы ПВ. Блок управления находится на распределительном щите электростанции.

Принцип действия статической системы возбуждения. Генератор ГС82-4Б самовозбуждающийся. Часть вырабатываемого переменного тока преобразуется в статической системе возбуждения в постоянный ток, используемый для самовозбуждения генератора.

Чтобы напряжение генератора при любой нагрузке оставалось неизменным, ток возбуждения его должен изменяться в соответствии с величиной и характером нагрузки. Для этого в системе возбуждения генератора использован принцип фазового компаундирования, заключающийся в электромагнитном сложении двух составляющих тока возбуждения: составляющей, пропорциональной напряжению генератора, и составляющей, пропорциональной току генератора, которые сдвинуты одна относительно другой под углом, зависящим от характера нагрузки. Электромагнитное сложение составляющих тока возбуждения, а также выпрямление тока осуществляется силовой частью системы возбуждения, включающей в себя компаундирующий трансформатор ТС и силовые выпрямители ВС (см. рис. 4.4.).

Наличие в схеме выпрямителей, имеющих нелинейное сопротивление, затрудняет самовозбуждение, поэтому генератор ГС82-4Б имеет резонансную статистическую систему возбуждения. В этой системе в момент резонанса ток возбуждения не зависит от сопротивления выпрямителей, Для создания резонанса в системе возбуждения имеется контур емкости, который состоит избатареи статических конденсаторов и добавочной обмотки W_Д. Подбором конденсаторов и числа витков добавочной обмотки добиваются, чтобы емкостное сопротивление ХС, при частоте 50 ил 60 Гц было равно индуктивному сопротивлению первичного контура ХL. При ХL = ХС ток возбуждения не зависит от сопротивления выпрямителей и обмотки возбуждения, сопротивление выпрямителей не влияет на протекание начального самовозбуждения, значительно снижается влияние изменения сопротивления обмотки возбуждения при нагреве на точность стабилизации напряжения генератора.

С целью уменьшения емкости батареи конденсаторов, необходимой для условия ХL=ХС, конденсаторы включаются не на зажимы вторничной обмотки трансформатора ТС, а через добавочную обмотку, расположенную на стержнях силового трансформатора между магнитным шунтом и сериесной обмоткой.

Изменением воздушного зазора между магнитным шунтом и стержнями магнитопровода регулируется магнитная связь —коэффициент взаимоиндукции первичной и вторичной обмоток.

Подбором параметров трансформатора ТС, т. е. размеров магнитопровода и магнитного шунта, а также зазора между шунтом и стержнями, числом витков его обмоток и их расположения схема фазового компаундирования настраивается соответственно заданным требованиям. Схема обеспечивает стабильность напряжения на зажимах генератора при плавном изменении нагрузки от нуля до номинальной при коэффициенте мощности от cos φ = 1 до cos φ = 0,4 с точностью ±5%.

Для более точной стабилизации напряжения силовой трансформатор выполнен управляемым. На верхнем ярме трансформатора расположена обмотка управления, в которую подается постоянный ток.

Обмотка управления выполнена из четырех катушек, соединенных так, что при протекании по ним постоянного тока образуется постоянный магнитный поток, замыкающийся по полуярмам трансформатора.

По отношению к первой гармонике магнитного потока трансформатора катушки полуярем включены встречно, поэтому на зажимах обмотки управления нет электродвижущей силы основной частоты.

Для уничтожения высших гармоник в магнитном потоке, замыкающемся по полуярмам, на обмотку управления намотаны витки короткозамкнутой обмотки.

При изменении протекающею по обмотке управления постоянного тока изменяется образующийся постоянный магнитный поток, вследствие чего меняется насыщение ярма трансформатора, а следовательно и ток возбуждения генератора.

Обмотка управления питается постоянным током от двух последовательно-встречно включенных источников силовых выпрямителей ВС и выпрямителей питания ВП через резистор РУ и сопротивление статизма СС1.

Результирующий ток в обмотке управления равен разности токов выпрямителя ВП( Iвп ) и выпрямителя ВС( I вс ).

Iу = Iвп — Iвс

Ток Iвп от выпрямителя питания не зависит от нагрузки и практически неизменен для любого режима. Ток Iвс от выпрямителя ВС пропорционален величине напряжения возбуждения генератора.

Напряжение возбуждения генератора, работающего с возбуждением от статической системы (обеспечивающей стабилизацию выходного напряжения с точностью ± 3%), увеличивается с увеличением его нагрузки. При нагрузках с меньшим cos φ увеличение напряжения возбуждения больше, чем при нагрузках с большим cos φ. Поэтому ток подмагничивания трансформатора (Iвп — Iвс) при реактивных нагрузках генератора уменьшается больше, чем при активных. Благодаря этому осуществляется коррекция параметров системы фазового компаундирования и достигается большая точность регулирования напряжения генератора по нагрузке, чем при неуправляемом варианте фазового компаундирования. Составляющую тока управления Iвс можно при необходимости корректировать изменением величины сопротивления СС1.

Уставка напряжения генератора регулируется изменением величины сопротивления резистора РУ, включенного в цепь обмотки управления.

Для пуска генератора необходимо:

– осмотреть генератор при этом проследить, чтобы колпак блока питания был надет;

– убедиться, что автоматический выключатель главной цепи разомкнут;

– запустить двигатель, довести частоту оборотов до номинальной;

– разомкнуть выключатель гашения поля ВГП если он замкнут;

– установить напряжение генератора нужной величины регулированием сопротивления резистора РУ;

– включить главный автоматический выключатель и нагрузить генератор;

– проверить показания приборов – амперметра, вольтметра.

Для остановки генератора необходимо:

– выключить главным автоматический выключатель;

– остановить приводной двигатель;

– осмотреть и привести генератор в состояние готовности к
следующему пуску.

Дата добавления: 2015-07-18