Автоматика включения синхронных генераторов на параллельную работу. Способы автоматического включения, микропроцессорные автоматические синхронизаторы

Автоматизация систем электроснабжения

Автоматика включения синхронных генераторов на параллельную работу. Способы автоматического включения, микропроцессорные автоматические синхронизаторы

для включения вновь вводимых, ранее отключенных или выпавших из синхронизма СГ на параллельную работу в ЭЭС используются автоматические синхронизаторы. Для того чтобы включить СГ автоматически запущенного гидро- или турбогенератора на параллельную работу с синхронно вращающимися генераторами электростанции и ЭЭС, необходимо выполнить ряд операций. Используются два способа включения СГ на параллельную работу: быстродействующий способ самосинхронизации и относительно медленный способ точной синхронизации. Соответственно различаются 2 вида автоматического управления включением СГ, а именно автоматическая самосинхронизация и автоматическая точная синхронизация.

при самосинхронизации выключатель гидро- и турбогенератора включается при близкой к синхронной частоте вращения энергоагрегата т.е. при малом скольжении при невозбужденном СГ, отключенном АГП возбудителе и замкнутой контактом обмотке возбуждения. после тут же включаемого возбуждения СГ самостоятельно за 1-2с втягивается в синхронизм.

При точной автоматической синхронизации выполняются 3 условия:

· генератор возбуждается до ЭДС х.х. практически равной по абсолютному значению напряжению на шинах электростанции

· выключатель СГ включается при весьма малом скольжении

· выключатель включается в момент совпадения по фазе его ЭДС и напряжения на шинах электростанции

После небольших затухающих качаний его ротора, обусловленных указанным скольжением, генератор устанавливается в синхронный режим работы.

Быстродействующая самосинхронизация применяется при автоматических ускоренном пуске и пуске в режим работы синхронным компенсатором гидрогенераторов и при часто успешных незамедлительных попытках восстановления нормального режима работы отключившихся турбогенераторов. При автоматическом управлении нормальным пуском гидро- и турбогенераторы включаются на параллельную работу автоматическим устройством точной синхронизации.

В последнее время разработаны и внедряются в практику эксплуатации микропроцессорные автоматические синхронизаторы с вычисляемым углом опережения типов АС-М и СПРИНТ-М.

4.2. Автоматическое регулирование возбуждения. Разновидности возбудителей, тиристорное возбуждение, микропроцессорные автоматические регуляторы возбуждения. (АРВ), процесс изменения по заданным условиям тока возбуждения электрических машин. Осуществляется на синхронных генераторах, мощных синхронных двигателях, синхронных компенсаторах, на генераторах и двигателях постоянного тока и на других специальных электрических машинах изменением напряжения на обмотке возбуждения. При этом изменяется сила тока возбуждения электрической машины и, как следствие, основной магнитный поток и эдс в обмотках якоря. АРВ синхронных генераторов осуществляется в основном с целью обеспечения заданного напряжения в электрической сети, а также для повышения устойчивости их параллельной работы на общую сеть. АРВ широко применяется в электроприводе постоянного тока для поддержания постоянства частоты вращения рабочего органа машины путём воздействия на ток возбуждения двигателя или питающего генератора. Различают АРВ пропорционального и сильного действия. АРВ пропорционального действия характеризуется изменением силы тока возбуждения пропорционально отклонению напряжения на зажимах машины от заданного значения. АРВ сильного действия, характеризуется высоким быстродействием и большой мощностью системы возбуждения. тиристорное возбуждение: Поскольку высокочастотное возбуждение имеет недостаточное быстродействие, при работе турбогенератора на дальние линии электропередачи освоена система независимого тиристорного возбуждения, которая оказалась более надежной в эксплуатации. Схемы независимого тиристорного возбуждения, отличаются наибольшим быстродействием по сравнению с другими схемами; при этом установка получается компактнее и экономичнее. Алгоритм микропроцессорной реализации автоматического регулирования возбуждения описывается разностным уравнением и z-преобразованием функции. В соответствии с соотношением .

Компаундное возбуждение, смешанное возбуждение, компаундирование (от англ. compound — составной, смешанный), возбуждение электрических машин, при котором магнитный поток автоматически регулируется в зависимости от силы тока в якоре электрической машины. Компаундное возбуждение электрических машин постоянного тока производится от двух обмоток возбуждения: последовательной и параллельной (или независимой). Параллельная обмотка обеспечивает магнитный поток возбуждения машины, соответствующий номинальному напряжению при холостом ходе. Последовательная обмотка предназначена для автоматического регулирования напряжения машины в зависимости от нагрузки. Электрические машины такого типа называются машинами компаундного, или смешанного, возбуждения, которые по электромеханическим характеристикам занимают промежуточное положение между машинами последовательного и параллельного возбуждения.

Компаундное возбуждение машин переменного тока применяется в основном в системах автоматического регулирования напряжения мощных турбо- и гидрогенераторов. Цепь Компаундное возбуждение включает в себя трансформаторы тока ТТ, выпрямитель В1 и нагрузочные сопротивления R. При изменении силы тока в якоре синхронного генератора СГ изменяется сила тока в обмотке возбуждения ОВ 1 электромашинного возбудителя В, вследствие чего изменяется напряжение возбудителя и сила тока в обмотке возбуждения синхронного генератора. Поскольку одна система Компаундное возбуждение не может обеспечить поддержание напряжения СГ с требуемой точностью, одновременно с компаундным возбуждением применяется коррекция напряжения СГ. Корректор напряжения состоит из измерительного трансформатора напряжения ТН, магнитного усилителя МУ, нагруженного на выпрямитель В2, и устройства ИПУ, преобразующего изменения напряжения переменного тока в сигналы постоянного тока в обмотках управления МУ. При отклонении напряжения СГ от заданного значения изменяется ток в обмотках управления МУ, что приводит к изменению напряжения на выходе выпрямителя В2 и, следовательно, силы тока в обмотке возбуждения ОВ2 возбудителя В. В ряде случаев системы Компаундное возбуждение с коррекцией применяются в сочетании с устройством релейного форсирования возбуждения.

В состав бесщёточной системы возбуждения входят:
- бесщёточный диодный возбудитель,
- шкаф управления возбуждением,
- преобразовательный трансформатор (группа трансформаторов).

Бесщёточный возбудитель представляет собой синхронный генератор обращенного исполнения, обмотка переменного тока которого расположена на роторе, а обмотка возбуждения на статоре. Якорь возбудителя через вращающийся диодный выпрямитель жестко соединяется с обмоткой возбуждения гидрогенератора. Регулирование возбуждения генератора осуществляется путем регулирования тока возбуждения возбудителя.

Возбудитель, как правило, имеет те же размеры, что и заменяемый электромашинный возбудитель постоянного тока. При этом на генераторе сохраняются силовые контактные кольца, на которые могут быть подсоединены шины или кабели от выводов постоянного тока вращающегося выпрямителя. Указанный способ реконструкции относительно дорог, так как требует изготовления нового возбудителя в условиях электромашиностроительного предприятия.

Нами разработан способ реконструкции, основанный на переделке штатного возбудителя в бесщёточный. При этом существующая якорная обмотка перекоммутируется в m-фазную обмотку переменного тока с n-параллельными ветвями в каждой фазе. На месте коллектора устанавливается вращающийся диодный выпрямитель

Как правило, изоляция якорной обмотки вполне удовлетворительная и может потребоваться лишь переизолировка отдельных секций. В промышленных условиях апробированы схемы соединения обмотки "звездой" и так называемые замкнутые кольцевые обмотки, требующие значительно меньшего объема работ по переделке возбудителя. Вращающийся диодный выпрямитель выполняется по мостовой схеме с числом диодов в плече, равном числу паралелльных ветвей якорной обмотки. Применены специальные роторные диоды типа Д105-630 24-28-го класса.

Из магнитной системы возбудителя демонтируются дополнительные полюса. При необходимости сохранения АГП вцепи ротора генератора может быть установлено третье силовое контактное кольцо.

Дата добавления: 2015-07-12