Возбуждение генераторов

Уравнение (15.66) показывает, что электрическая мощность статора Р с складывается из мощности потерь в проводах /* и электрической мощности Р, с которой генератор отдает энергию в сеть, т. е./*э =Рпп + + Р. Но кроме мощности п/лерь в проводах в генераторе имеют место ещз мощность механических потерь Р п и мощность потерь из-за гистерезиса и вихревых токов в электротехнической стали РС статора и полюсных башмаков. Из уравнения (15.65) видно, что мощность этих потерь покрывается не за счет электрической мощности, а непосредственно за счет механической мощности первичного двигателя. Соответствующая энергетическая диаграмма синхронного генератора показана на 15.5. Кроме того, в синхронном генераторе имеют место потери энергии на возбуждение. Мощность потерь на возбуждение генератора равна мощности источника постоянного тока возбудителя Р и состав-

Принципиальные схемы •управления /енератором и двигателем показаны на 67, 68. Возбуждение генератора осуществляется от реверсивного магнитного усилителя МУ, возбуждение двигателя (в связи с повышенными требованиями к быстродействию)— от электромашинного усилителя ЭМУ. Частота вращения двигателя регулируется при подъеме приблизительно с постоянной мощностью. В диапазоне от нуля до номинальной частоты вращения регулируется напряжение генератора, в диапазоне от номинальной частоты вращения до максимальной — ток возбуждения двигателя.

9.16. Определить частоты, на которых происходит возбуждение генератора с запаздывающей обратной связью (т, = 1 мкс) и ориентировочно изобразить временную диаграмму генерируемых колебаний. Колебательная система резонансного усилителя выполнена в виде связанных идентичных колебательных контуров, настроенных на частоту 10 МГц при Q = 20 и коэффициенте связи ? = 0,22.

Возбуждение генератора 206

На частоте /0 коэффициент обратной связи v. для трехзвенной .RC-цепи равен 1/29, а для четырехзвенной — 1 /18,4. Следовательно, возбуждение генератора будет происходить, если в устройстве Ки^29 в случае трехзвенного и Ки^18,4 в случае четырехзвенного ФВЧ.

На 4.16 приведена принципиальная схема RC-генератора на неинвертирующем усилительном каскаде с мостом Вина в цепи ПОС. Поскольку на частоте /0 коэффициент передачи моста Вина равен 1/3, то х=1/3, и возбуждение генератора имеет место при Ки>3. Из (3.56) следует, что это соответствует Roe/R>2.

+ Р. Но кроме мощности потерь в проводах в генераторе имеют место еще мощность механических потерь РМ п и мощность потерь из-за гистерезиса и вихревых токов в электротехнической стали РС статора и полюсных башмаков. Из уравнения (15.65) видно, что мощность этих потерь покрывается не за счет электрической мощности, а непосредственно за счет механической мощности первичного двигателя. Соответствующая энергетическая диаграмма синхронного генератора показана на 15.5. Кроме того, в синхронном генераторе имеют место потери энергии на возбуждение. Мощность потерь на возбуждение генератора равна мощности источника постоянного тока возбудителя ^*воз и составляет примерно 0,3—1% номинальной мощности генераторов. Мощность всех потерь энергии в генераторе делится на мощность постоянных потерь, почти не зависящую от нагрузки, и мощность переменных потерь, изменяющуюся в зависимости от нагрузки. Мощность постоянных потерь РПОС равна сумме мощностей потерь механических РМ возбуждения РЛОЗ и в электротехнической стали Р мощность переменных потерь Рпср равна мощности потерь в проводах.

Уравнение (15.66) показывает, что электрическая мощность статора Р^ складывается из мощности потерь в проводах РП и электрической мощности Р, с которой генератор отдает энергию в сеть, т. е. Р с =РП + + Р. Но кроме мощности потерь в проводах в генераторе имеют место еще мощность механических потерь РМ п и мощность потерь из-за гистерезиса и вихревых токов в электротехнической стали РС статора и полюсных башмаков. Из уравнения (15.65) видно, что мощность этих потерь покрывается не за счет электрической мощности, а непосредственно за счет механической мощности первичного двигателя. Соответствующая энергетическая диаграмма синхронного генератора показана на 15.5. Кроме того, в синхронном генераторе имеют место потери энергии на возбуждение. Мощность потерь на возбуждение генератора равна мощности источника постоянного тока возбудителя Р и составляет примерно 0,3—1% номинальной мощности генераторов. Мощность всех потерь энергии в генераторе делится на мощность постоянных потерь, почти не зависящую от нагрузки, и мощность переменных потерь, изменяющуюся в зависимости от нагрузки. Мощность постоянных потерь РПОС равна сумме мощностей потерь механических РМ возбуждения ^воз и в электротехнической стали Рс, мощность переменных по-терь/^ равна мощности потерь в проводах.

Проверка на синхронном напряжении. Для этого освобождается одна из двух систем шин генераторного напряжения, например А2 ( 6.17). При отключенном выключателе Q2 генератор включается на выделенную систему через разъединители QS, QS2 и выключатель Q1. При возбуждении генератора G и включении SACS—G на колонку поступает синхронное напряжение от генератора через трансформаторы напряжения TV—G, TVII и вспомогательные контакты разъединителей QSII, QS2 и QS3. В этом случае вольтметры должны показывать одинаковое напряжение, соответствующее возбуждение генератора, частотомеры — одинаковую частоту, соответствующую частоте вращения генератора, а стрелка синхроноскопа должна устанавливаться на черте «синхронно».

жение А2 включением выключателя Q2 и от возбужденного генератора через разъединители QS, QSII, QS2, QS3 и вспомогательные контакты разъединителей QSil, QS2, QS3. Изменяя возбуждение генератора, убеждаются в соответствии вольтметров и частотомеров системе и синхронизируемому генератору, а изменяя частоту вращения турбины, убеждаются в правильности действия синхроноскопа и подключения к нему цепей напряжения. При частоте вращения генератора, отличной от синхронной, стрелка синхроноскопа должна вращаться в направлении, соответствующем обозначенному по шкале ускорению или замедлению генератора с частотой, зависящей от того, насколько отличается частота (частота вращения) генератора и системы.

14-17. Возбуждение генератора: а — нр-ависн-мое; б — параллельное; в — последовательное; г — смешанное

Выпускаются генераторные станции (ГС) мощностью 100 и 200 кВт при 2400 и 8000 Гц, состоящие из одного или двух преобразователей типа ВПЧ, блока охлаждения, контакторного шкафа и шкафа управления генераторами. Станции ГС входят в состав индукционных закалочных установок ИЗ, а также служат для создания установок различного назначения. Аппаратура ГС обеспечивает пуск, подключение к нагрузке, защиту и автоматическую стабилизацию напряжения генератора. Возбуждение генераторов производится тиристорным возбудителем ВТ-20 (ток до 20 А, напряжение до 200 В). Аналогичная аппаратура разработана для создания систем индивидуального или централизованного питания с преобразователями ОПЧ [41, 46]. Наличие комплектных шкафов позволяет легко создавать станции различного назначения и мощности.

Качество регулирования напряжения в заданной точке (как правило, на шинах, к которым подключена основная нагрузка) проверяется путем воздействия на возбуждение генераторов, работающих параллельно с испытываемым (уставка АРВ испытываемого генератора не изменяется), при этом определяется внешняя характеристика Ucr =

При независимом возбуждении ( 14-17, а) обмотка возбуждения 0В питается от постороннего источника, которым может служить сеть постоянного тока, батарея или вспомогательная машина постоянного тока, называемая возбудителем. Независимое возбуждение генераторов применяется в тех случаях, когда

-:льного регулирования возбуждение генераторов пере-

Рассмотрим роль реакторов в режиме односторонне включенной линии, который может возникнуть как вследствие аварийного разрыва, так и при плановом включении линии, в частности в режиме синхронизации. Разница между послеаварийным режимом и режимом синхронизации заключается в том, что последний происходит в заранее подготовленных условиях, обеспечивающих ограничение напряжения (уменьшение возбуждения генераторов, установление минимальных коэффициентов трансформации, включение всех реакторов, выбор наиболее благоприятного места синхронизации), в то время как в послеаварийном режиме, которому предшествовал режим полных нагрузок, реакторы могут быть отключены, а возбуждение генераторов (расчетная э. д. с. источника) или напряжение в системе могут иметь наибольшие значения,

регуляторы напряжения в первый момент не успевают подействовать на возбуждение генераторов, т. е. напряжение на шинах U (0) повышается в соответствии с (20-8);

Независимое возбуждение генераторов получило наибольшее распространение. Основное достоинство этого способа состоит в том, что возбуждение синхронного генератора не зависит от режима электрической сети и поэтому является наиболее надежным.

4. Чем отличается независимое возбуждение генераторов от самовозбуждения?

Возбуждение генераторов и двигателей независимое с напряжением НО и 220 в. Машины для напряжения 230 и 460 в (220 и 440 в) выполняются также с самовозбуждением.

Чтобы выполнить поставленное условие Og = const, применяется возбуждение генераторов постоянными магнитами пли от независимого источника электроэнергии.

При независимом возбуждении ( 14-19, а) обмотка возбуждения 0В питается от постороннего источника, которым может служить сеть постоянного тока, батарея или вспомогательная машина постоянного тока, называемая возбудителем. Независимое возбуждение генераторов применяется в тех случаях, когда необходимо в широких пределах регулировать ток возбуждения /в и напряжение на зажимах машины. У генератора с независимым возбуждением ток якоря / равен току нагрузки /„: