Система возбуждения тиристорная: Системы возбуждения | Эксплуатация генераторов

alexxlab | 15.05.2020 | 0 | Разное

СТС, СТН

СТАТИЧЕСКИЕ ТИРИСТОРНЫЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ

Статические тиристорные системы возбуждения генераторов делятся на системы самовозбуждения (СТС) и системы независимого возбуждения (СТН). В первых источноком энергии для возбудителя является сам генератор (выпрямительный (выпрямительный трансформатор подключён к выводам генератора). В СТН источником энергии является либо специальный генератор, либо собственные нужды станции.

Характеристика

Значение

Выпрямленное номинальное напряжение,В

100-520

Выпрямленный номинальный ток, А

320-3900

Потолок по напряжению, о.е.

3,0; 2,5 (2,0)

Потолок по току, о.е.

2,0

Длительность форсировки, с.

20-50

Быстродействие системы возбуждения при форсировке, с.

Не более 0,06

Время изменения напряжения возбуждения от номинального до потолочного из режима при посадке напряжения статора на 10% при номинальной мощности и номинальном cos , с.

Время изменения напряжения возбуждения от номинального до отрицательного, равного 0.75 потолочного, при повышении напряжения статора на 10% при номинальных мощности и coscp, с.

Пределы изменения коэффициента усиления основного канала регулирования е.в. ном./е.н.

15-200

Система охлаждения тиристорного преобразователя

Естеств. воздушн.; Принудит, воздушн.

Микропроцессорная, резервированная, унифицированная

Статическая тиристорная система самовозбуждения

Пример записи системы самовозбуждения при ее заказе: СТС-100-320-2,5-6,3 УХЛ 4 ТУ 16-94 (ИАКР.651422.003ТУ) – система самовозбуждения с номинальными параметрами:

напряжение возбуждения —100 В; ток возбуждения 320 А; потолок по напряжению- 2,5 о .е.; напряжение питания преобразовательного трансформатора – 6,3 кВ; климатическое исполнение и категория размещения – УХЛ4.

Статические тиристорные системы возбуждения могут быть выполнены:

• одноканальными;

• двухканальными с одним главным АРВ и двумя резервными РРВ;

• двухканальными со 100% резервом по регулированию и управлению.

Питание тиристорного преобразователя осуществляется от выпрямительного трансформатора ВТ, подключенного либо к выводам генератора (система самовозбуждения – СТС), либо к шинам собственных нужд станции (независимое возбуждение – СТН).

Обозначения :

Г – генератор

УГП – устройство гашения поля

КМ – контактор

R з – защитное сопротивление ротора

ТР – тиристорный разрядник

ТП – тиристорный преобразователь

АРВ – автоматический регулятор возбуждения

РРН – резервный регулятор напряжения

СУТ – система управления тиристорами

СУВ – система управления возбуждением

ВТ – выпрямительный трансформатор

ТТ – трансформатор тока

ТН – трансформатор напряжения

Аппаратура управления возбуждением СУВ и система информации выполнены на базе микропроцессорных средств управляющей вычислительной техники. СУВ осуществляет автоматизированное управление устройствами системы возбуждения, обеспечивая функции технологического управления режимами генератора, контроля оборудования системы возбуждения, информационные функции и т. д. Вся информация отображается на местном пульте и заносится в |дневник| с указанием последовательности событий.

Автоматический регулятор возбуждения АРВ осуществляет поддержание напряжения на выводах генератора по ПИД закону в соответствии с заданными уставкой и статизмом в нормальных режимах работы генератора, имеет стабилизирующие каналы регулирования по отклонению и первой производной частоты, производным напряжения генератора и тока ротора.

Защита тиристорного преобразователя и обмотки ротора от перенапряжений осуществляется тиристорным разрядником ТР многократного действия. При срабатывании разрядника обмотка ротора замыкается на активное сопротивление Кзащ. Гашение разрядника производится путем шунтирования его контактором самосинхронизации КМ.

Гашение поля генератора производится переводом преобразователя в инверторный режим, либо автоматом гашения поля.

Начальное возбуждение генератора производится с помощью устройства начального возбуждения УНВ, получающего питание от сети собственных нужд 380 В электростанции, либо от аккумуляторной батареи.

Блок защит КЗСВ представляет собой аналогово-цифровой комплекс на интегральных микросхемах.

При одноканальной системе возбуждения имеется один тиристорный преобразователь с системой управления тиристорами, основной регулятор возбуждения сильного действия АРВ и резервный регулятор напряжения РРН.

При двухканальной системе возбуждения с одним главным АРВ и двумя резервными регуляторами РРН имеется один регулятор возбуждения сильного действия, два резервных регулятора РРВ1 и РРВ2, две системы управления тиристорами СУТ1 и СУТ2, система управления возбуждением СУВ.

Двухканальная система со 100% резервом выполняется с двумя автономными и равноценными преобразовательно-регулирующими каналами, каждый из которых способен самостоятельно обеспечить все режимы работы генератора.

Преобразовательно-регулирующие каналы включены параллельно и работают раздельно таким образом, что при появлении неисправностей в работающем канале, обеспечивается автоматическое вступление в работу резервного канала без изменения режима работы генератора.

Комплектность

В комплект поставки систем возбуждения типа СТС и СТН входят изделия:

• установка преобразовательная;

• преобразовательный трансформатор с трансформаторами тока;

• сопротивление самосинхронизации.

Системы выпускаются по ТУ16-94 (ИАКР.651422.003 ТУ) и ТУ 16-95 (ИАКР.615422.006) внутри страны и на экспорт.

Статические системы независимого и самовозбуждения

Назначение:

Системы возбуждения обеспечивают питание автоматически регулируемым постоянным током обмотки возбуждения генераторов,

Описание:

Питание тиристорного преобразователя системы независимого возбуждения СТН-РЭМ осуществляется от независимого источника напряжения переменного тока (вспомогательного генератора). Питание тиристорного преобразователя системы самовозбуждения СТС-РЭМ осуществляется от шин генераторного напряжения через преобразовательный трансформатор.

Особенности:

Данные системы оснащены системой мониторинга тиристорных преобразователей, предназначенной для:

• измерения тока каждого тиристора;
• контроля состояния предохранителей
• измерения температуры тиристоров;
• контроля за распределением токов по одноименным плечам параллельных тиристорных мостов;
• измерения текущих параметров каждого тиристора мостовой схемы (температур каждого вентиля, напряжения на тиристоре, параметров импульсов управления).

Наименование параметра	Значение
Номинальное напряжение системы возбуждения, В	100-500
Длительность форсировки, с	до 5000
Кратность форсирования возбуждения, о.е.     – по напряжению     – по току	2,0 – 4,0 2,0
Время изменения напряжения возбуждения от номинального до потолочного из режима при посадке напряжения статора на 5% при номинальной мощности и соsф , с	не более 0. 03

Схема тиристорной системы самовозбуждения

TV1, TV2 – трансформатор напряжения

TA – трансформатор тока

RT- преобразовательный трансформатор

FV – тиристорный разрядник

QR – автомат гашения поля

АРВ1 – автоматический регулятор возбуждения 1 кан.

АРВ2 – автоматический регулятор возбуждения 2 кан.

 

Схема тиристорной системы независимого возбуждения

ВГ – вспомогательный генератор

TV1,TV2,TV3 – трансформатор напряжения

TA1, ТА2- трансформатор тока

RT – преобразовательный трансформатор FV – тиристорный разрядник QR – автомат гашения поля

АРВ1 ТГ – автоматический регулятор возбуждения 1 канала турбогенератора

АРВ2 ТГ – автоматический регулятор возбуждения 2 канала турбогенератора

АРВ1 ВГ – автоматический регулятор возбуждения 1 канала вспомогательного генератора

АРВ2 ВГ – автоматический регулятор возбуждения 2 канала вспомогательного генератора.

Тиристорная система – возбуждение – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Тиристорная система – возбуждение

Cтраница 2

Для турбогенераторов мощностью 500 МВт применяется

независимая тиристорная система возбуждения с питанием обмотки ротора от вспомогательного синхронного трехфазного генератора, с преобразователем переменного тока в постоянный с помощью статических тиристорных преобразователей.  [16]

Устройство было испытано на электродинамической модели тиристорной системы возбуждения.  [17]

Расчет установившегося режима для СД с тиристорной системой возбуждения аналогичен расчету / становившегося режима для СД с электромашинной системой возбуждения.  [18]

Для турбогенераторов мощностью 160 – 800 МВт применяется тиристорная система независймбгб возбуждения. В качестве возбудителя Используются синхронные трехфазные генераторы переменного тока. Генераторы имеют замкнутую воздушную вентиляцию, вбздух охлаждается охладителями, встроенными в корпус статора. Возбудители имеют два стояковых подшипника скольжения с принудительной смазкой. Возбуждение регулируется автоматическим регулятором.  [19]

Использование явления сверхпроводимости может представлять определенный интерес для бесщеточных тиристорных систем возбуждения обычных турбогенераторов большой мощности. В данном случае прочность листовой электротехнической стали ограничивает размеры якоря, а следовательно, и мощность обращенной синхронной машины. Применение сверхпроводящей обмотки позволяет для данной мощности снизить габариты возбудителя или при заданных габаритах существенно увеличить его мощность. Для тиристорного преобразователя необходимо приблизительное поддержание напряжения возбудителя. Сверхпроводящая обмотка возбуждения обеспечивает постоянство магнитного потока, в результате чего напряжение якоря будет приблизительно неизменным.  [20]

Эти недостатки частично устранены в бесконтактной бесщеточной) тиристорной системе возбуждения БТВУ-300, проходящей с 1981 года опытно-промышленную проверку на ряде ТЭС страны, и БТВ-500-4, установленной на одной из АЭС.  [21]

В последние годы в ряде стран разрабатываются и внедряются бесщеточные диодные и тиристорные системы возбуждения, являющиеся, по-видимому, наиболее перспективными системами возбуждения для крупных синхронных машин. Эти системы ( рис. 4.2, е, ж) содержат источник переменного тока и полупроводниковый преобразователь, расположенные на валу ротора возбуждаемой машины. При этом все три основных элемента системы возбуждения – источник переменного тока, преобразователь, обмотка возбуждения синхронной машины – соединяются жестко без вращающихся контактных переходов. В качестве источника переменного тока ( возбудителя) используется так называемый обращенный синхронный генератор с обмоткой возбуждения, расположенной на неподвижном статоре, и трехфазной обмоткой переменного тока, расположенной на вращающемся роторе возбуждаемой синхронной машины.  [22]

Не предусматривается установка агрегатов резервного возбуждения на турбогенераторах, оснащенных тиристорными системами возбуждения со 100 % – ным резервированием. Такие системы выполняются с двумя одинаковыми и автономными преобразовательно-регулирующими каналами.  [23]

По применяемой системе возбуждения турбогенераторы классифицируются на машины со статической системой самовозбуждения, независимой тиристорной системой возбуждения и бесщеточным возбуждением.  [24]

Начиная с 1972 г. заводы перешли на изготовление более надежных и простых в эксплуатации тиристорных систем возбуждения, резко снизив выпуск ртутных вентилей.  [25]

Управление возбуждением синхронного двигателя 10 кВ мощностью 8000 кВт магистрального насоса в соответствии с техническими условиями осуществляется с помощью тиристорной системы возбуждения. Напряжение цепей управления принято 220 В постоянного тока. Двигатель 8000 кВт завод поставляет с тиристорным возбудительным устройством ТВУ-247-320М и согласующим транс – Форматором.  [26]

Синхронные двигатели единой серии СТД изготовляют мощностью свыше 5000 кВт только в закрытом исполнении с замкнутым циклом вентиляции с тиристорной системой возбуждения ( ТВУ-2), с бесщеточной системой возбуждения ( БВУ) – до 5000 кВт, с отдельно стоящим агрегатом в составе асинхронного двигателя и генератора постоянного тока для двигателей мощностью 6300 – 12 500 кВт или с возбудителем серии ВТ на одном валу.  [27]

Регулирование возбуждения генератора производится путем воздействия на управление выпрямителем ТВ с помощью автоматического регулятора возбуждения или вручную изменением уставки АРВ, аналогично тиристорной системе возбуждения.  [29]

В настоящее время синхронные двигатели единой серии СТД изготовляются мощностью свыше 5000 кВт только в закрытом исполнении с замкнутым циклом вентиляции с тиристорной системой возбуждения ( ТВУ-2), с бесщеточной системой возбуждения ( БВУ) до 5000 кВт, с отдельно стоящим агрегатом в составе асинхронного двигателя и генератора постоянного тока для двигателей мощностью от 6300 до 12 500 кВт или с возбудителями серии ВТ на одном валу.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Статические тиристорные системы возбуждения | Новое оборудование для систем возбуждения и опыт его эксплуатации | Архивы

Страница 3 из 4

Системы управления и регулирования, аналогичные ранее рассмотренным, используются и в новой серии статических систем самовозбуждения типа СТС, разработанной для турбогенераторов мощностью от 2,5 до 63 МВт.
В этих системах применяется первый способ резервирования – преобразователь выполнен с параллельными ветвями, причем выход из работы одной ветви преобразователя не приводит к ограничению режимов работы турбогенератора; канал регулирования содержит основной регулятор типа АРН и резервный регулятор РРН.
Микропроцессорная система управления возбуждением (СУВ) осуществляет начальное возбуждение, гашение поля, ограничение перегрузки генератора, выявление и обработку сигналов о неисправностях СВ, связь с БЩУ. Контроль за работой ТП, состоянием предохранителей также возложен на СУВ. Система возбуждения СТС принята МВК в 1994 г. Список работающих систем приведен в табл. 1.
В связи с необходимостью создания систем возбуждения повышенной надежности, а также отказа от резервных возбудителей НИИэлектромаш разработана и выпускается система одногруппового тиристорного самовозбуждения со 100%- ным резервированием типа СТС-МРУ.
Эта система имеет два автономных преобразовательно-регулирующих канала (ПРК), каждый из которых содержит регулятор типа АРВ-СДП1М или АРВ-СДС, свою систему управления тиристорами, свой тиристорный преобразователь (ΤΓΙ). Каждый канал обеспечивает все режимы работы, включая форсировку возбуждения. В работе постоянно находится один ПРК, второй – в горячем резерве. При неисправности в любом из узлов работающего канала (АРВ, СУТ, ТП) производится автоматический перевод на резервный канал без изменения режима работы генератора (предусматривается и переход с канала на канал по команде “ручной” перевод).
Питание обоих каналов осуществляется от шин генератора через один выпрямительный трансформатор. Преобразователи обоих каналов включены параллельно по переменному и постоянному току; наличие разъединителей в цепях постоянного и переменного тока позволяет ремонтировать отключенный из-за неисправности ТП при работе турбогенератора со вторым преобразователем.
Защита тиристорных преобразователей и обмотки ротора турбогенератора осуществляется тиристорным разрядником многократного действия. При его срабатывании обмотка ротора замыкается на активное сопротивление самосинхронизации. Гашение разрядника производится путем шунтирования его контактором.
Начальное возбуждение генератора производится с помощью устройства начального возбуждения, получающего питание от сети собственных нужд 380 В электростанции либо от аккумуляторной батареи (ГАП).
Гашение поля генератора производится переводом преобразователя в инверторный режим либо автоматом гашения поля ( АГП).
Аппаратура управления возбуждением СУВ также имеет 100%-ный резерв – два управляющих микроконтроллера типа В10 (рабочий и резервный). Вся информация о работе системы возбуждения заносится в их память – “дневник событий” – с привязкой событий по времени и может быть по вызову оператора просмотрена на местном пульте оператора.

Таблица 1

Генератор	Мощность генератора, МВт	Электростанция и число установленных генераторов	Год ввода в эксплуатацию
		Бесщеточные системы возбуждения
Т-12	12	Ижевская ТЭЦ – 4 шт.	1994- 1997
Т-6-2	6	Якутская ТЭЦ – 2 шт.	1997
ТС-32	32	ГЭС-1 АО Мосэнерго	1998
ТС-32	32	Кемеровская ГРЭС	1998
Т-12	12	ТЭЦ АО Кондопога – 2 шт.	1998, 1999
Т-12	12	ТЭЦ КНПЗ (г. Самара) – 2 шт.	1999
ТС-32	32	ТЭЦ Безымянская (г. Самара)	1999
ТС-20	20	ГТУ ПО “Нафтан” (Белоруссия) – 2 шт.	1999, 2000
ТС-25	25	ТЭЦ АО “Лифоса” (Литва)	2000
ТС-32	32	Кемеровская ТЭЦ	2000
ТС-32	32	Норильская ТЭЦ	2000
ТС-32	32	Ярославская ТЭЦ	2000
	Статические системы самовозбуждения типа СТС
ТС-32	32	ТЭЦ-17 АО Мосэнерго	1995
ТС-63	63	ТЭЦ-2 АО Волгоградэнерго	1997
ТС-32	32	ТЭЦ Криворожского металлургического комбината (Украина)	1998
	Статические системы самовозбуждения типа СТС-МРУ
ТФ-60	60	ТЭЦ “Кенкоу” (Китай)	1996
ТФ-60	60	Пензенская ТЭЦ	1997
ТВВ-167	167	ТЭЦ “Хуаней” (Китай) – 2 шт.	1997, 1998
ТЗВ-110	110	ТЭЦ-27 АО Мосэнерго	1997
ТФП-110	110	ТЭЦ-27 АО Мосэнерго	1998
ТВВ-220	220	ТЭЦ “Хуаней” (Китай) – 2 шт.	1998, 1999
ТФ-100-2	100	ТЭЦ-1 Бишкек (Киргизия)	2000
Модернизация высокочастотных систем возбуждения турбогенераторов серии ТВВ и ТВФ
ТВВ-320	320	ГРЭС-19 АО Ленэнерго – 3 шт.	1989- 1991
ТВВ-200-2	200	Ровенская АЭС (г. Ровно, Украина) – 2 шт.	1992
ТВФ-120-2	120	Самарская ТЭЦ (г. Самара)	1995
ТВФ-120-2	120	ТЭЦ ВАЗ (г. Тольятти)	1996
ТВВ-500-2	500	Курская АЭС (г. Курчатов) – 2 шт.	1998
ТВВ-200-2	200	Беловская ГРЭС (г. Белово)	2000

Применение этих устройств позволило отказаться от большого числа релейно-контактной аппаратуры и обеспечить высокий уровень диагностики и контроля за работой оборудования.
В состав СТС-МРУ входит комплект защит, предназначены для действия в следующих аварийных ситуациях:
при снижении уровня изоляции и возникновении замыкания на корпус в какой-либо точке обмотки ротора или цепи возбуждения;
при возникновении несимметрии напряжений в трехфазной сети, питающей тиристорный преобразователь;
Таблица 2

Параметр	КОСУР-15	КОСУР-50	КОСУР- 100	КОСУР- 300
Заменяемые элементы	ЭПА-120. ЭПА-305. РВА-62	ЭПА-325. ЭПА-500	Бесщеточные возбудители	Бесщеточные возбудители
Возбудители:
высокочастот ные	–	+	–	–
высокочастотные с параллельным компаундированием	+	–	–	–
коллекторные постоянного тока	+	–	–	–
Бесщеточная система возбуждения	+	+	+	+

при снижении в режиме холостого хода частоты напряжения турбогенератора ниже заданного уровня;при превышении предельного тока форсировки; при потере возбуждения; при повышении напряжения статора турбогенератора в режиме холостого хода;
при коротких замыканиях на кольцах ротора; если длительность перегрузки обмотки ротора током возбуждения превышает допустимую с учетом кратности перегрузки;
при коротких замыканиях на выводах выпрямительного трансформатора, питающего ТП, а также в самом преобразователе.

Все защиты выполнены на микросхемах среднего уровня интеграции. Имеется память защит, их работоспособность можно тестировать при работающем турбогенераторе.
Системы возбуждения типа СТС-МРУ выпускаются на токи от 300 до 3200 А и выпрямленное напряжение до 500 В. Длительность форсировки составляет 20 – 50 с. Время изменения напряжения возбуждения от номинального до потолочного при форсировке и время расфорсировки напряжения возбуждения от номинального до отрицательного, равного 0,75 потолочного значения, при номинальных значениях мощности и cos φ турбогенератора не превышает 0,04 с.
Тиристорные преобразователи выполняются с естественным или принудительным воздушным охлаждением.
Системы возбуждения работают с 1996 г. (табл. 1). Аварийных отключений по вине системы возбуждения не было.

4 Система тиристорного самовозбуждения резервная

В схемах на ранее представленных рисунках благодаря наличию контактных колец на роторе можно использовать систему резервного возбуждения. В прежних системах использовался двухмашинный агрегат из асинхронного двигателя, соединенного с генератором постоянного тока. Асинхронный двигательполучал питание от шин собственных нужд и был общим для нескольких генераторов.

В современной системе тиристорного самовозбуждения резервной (СТСР) использован принцип тиристорного выпрямления от разделительного трансформатора, также присоединенного к системе собственных нужд станции. Назначение этих систем – питание обмотки ротора синхронной машины в случаях, когда основная система вследствие неисправности или технического обслуживания выведена из работы. На электростанциях устанавливают одну резервную систему на группу генераторов.

На многих станциях продолжают использовать двухмашинные агрегаты, питаемые от шин собственных нужд. Более совершенной является статическая система СТСР, представляющая собой мощный регулируемый источник постоянного тока. Система оснащена всеми необходимыми средствами защиты, управления и коммутации.

5 Системы бесщеточные диодные

Системы бесщеточные диодные (СБД) предназначены для питания обмотки возбуждения турбогенераторов выпрямленным регулируемым током и представлены на рисунке 4.

а – с подвозбудителем; б – без подвозбудителя, с питанием обмотки возбуждения возбудителя от выпрямительного трансформатора

Рисунок 4 – Система бесщеточная диодная независимого возбуждения

В схеме на рисунке 4 а питание обмотки возбуждения диодного возбудителя осуществляется от магнитоэлектрического подвозбудителя с постоянными магнитами, а в схеме на рисунке 4 б – от выпрямительного трансформатора, подключенного у генераторному токопроводу возбужденной машины. В обоих случаях для питания обмотки возбуждения (ОВВ) обращенного возбудителя (В) используется тиристорный выпрямитель, управляемый системой АРВ.

Бесщеточный возбудитель представляет собой синхронный генератор обращенного исполнения, якорь которого с обмоткой переменного тока и диодным выпрямителем жестко соединен с ротором возбужденного турбогенератора. Обмотка возбуждения возбудителя расположена на его статоре. Главное достоинство бесщеточных возбудителей состоит в отсутствии контактных колец и щеточного контакта в цепи обмотки ротора турбогенератора и в сокращении длины машины. Это позволяет обеспечить возбуждение сверхмощных машин, токи возбуждения которых превышают 5500 А, свойственных системе СТН. Выпрямленное номинальное напряжение составляет до 600 В, а выпрямленный номинальный ток до 7800 А. Система охлаждения вращающегося диодного выпрямителя – естественная воздушная.

Регулирование возбуждения генератора осуществляется путем управления током обмотки возбуждения обращенного возбудителя. Типовой комплект системы включает в себя автомат гашения поля, тиристорный разрядник и два преобразовательно-регулирующих канала (AVR-1, AVR-2) автоматических регуляторов возбуждения основного и резервного каналов соответственно. Один из каналов (AVR-1) находится в активном режиме, другой (AVR-2) – в горячем резерве.

Учитывая высокую надежность тиристорных выпрямителей и улучшение их параметров по токам и напряжениям, в схемах возбуждения могут применяться вместо двух групп вентилей (ВРГ, ВФГ) одну группу с необходимой кратностью форсировки, так как это представлено на рисунке 5.

СГ – синхронный генератор; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ДСВ – диодный синхронный возбудитель; ДВ – вращающийся диодный выпрямитель; В – обращенный синхронный возбудитель и его обмотка возбуждения ОВВ; ТВ-1, ТВ-2 – тиристорные выпрямители первого и

второго канала для питания ОВВ; ВТ-1, ВТ-2 – выпрямительные трансформаторы первого и второго каналов; АРВ-1, АРВ-2 – автоматические регуляторы возбуждения первого и второго каналов; Р1, Р2, Р3, Р4 – разъединители; ТТ1, ТТ2, ТН1, ТН2 – измерительные трансформаторы тока и напряжения первого и второго каналов; ТА11, ТА12 – датчики тока возбуждения возбудителя; АГП – автомат гашения поля; ТР – тиристорный разрядник Рисунок 5 – Система бесщеточная диодная с тиристорным возбуждением обмотки возбуждения возбудителя

В частном случае основной канал регулирования получает питание от выпрямительного трансформатора, подключенного к генераторному токопроводу, а резервный – через выпрямительный трансформатор от шин собственных нужд электростанции.

Бесщеточная диодная система возбуждения (СБД) обладает меньшим быстродействием по сравнению с тиристорными системами (СТС и СТН).

Так, время нарастания напряжения возбуждения до максимального значения при уменьшении напряжения прямой последовательности в точке регулирования на 5 % от номинального составляет величину не более 50 мс, тогда как в тиристорных системах – не более 25 мс. Как один из современных вариантов схемы на рисунке 4 б с выпрямительным трансформатором (ВТ) на рисунке 5 представлена бесщеточная диодная система (СБД) с тиристорным питанием по двум каналам (от сети СН через ВТ-2 и от токопровода генератора через ВТ-1) обмотки возбуждения возбудителя (ОВВ).

6 Система возбуждения для дизель–генераторов

Для дизель-генераторов изготавливаются два типа систем возбуждения: паундированием, реализованная на базе трехобмоточного суммирующего трансформатора с магнитным шунтом и управляемого тиристорно-диодного преобразователя представлена на рисунке 6. Силовая часть выполнена в виде блока с принудительным охлаждением и размещена на корпусе генератора. Малогабаритный регулятор напряжения устанавливается в щите управления энергоблоком.

СГ – синхронный дизель-генератор; ОВГ – обмотка возбуждения; ДВ – диодный выпрямитель; Т – тиристор; АРВ – автоматический

регулятор возбуждения; ИТТ, ИТН – измерительные трансформаторы

тока и напряжения; ТСТ с МШ – трехобмоточный суммирующий

трансформатор с магнитным шунтом

Рисунок 6 – Система бесщеточная диодная возбуждения дизель-генератора

Система бесщеточная с диодным синхронным возбудителем (СБД), магнитоэлектрическим подвозбудителем с постоянными магнитами и статическим тиристорным регулятором возбуждения представлена на рисунке 7.

СГ – синхронный генератор; ОВГ – обмотка возбуждения генератора;

ДСВ – диодный синхронный возбудитель; ДВ – вращающийся диодный

выпрямитель; В – обращенный синхронный возбудитель; ОВВ – обмотка возбуждения возбудителя; ПВ – магнитоэлектрический подвозбудитель с

постоянными магнитами; АРВ – автоматический регулятор возбуждения;

ТВ – тиристорный выпрямитель для питания ОВВ

Рисунок 7 – Система бесщеточная диодная возбуждения дизель-генератора

Вращающаяся часть оборудования системы (дизель-генератор, диодный синхронный возбудитель и магнитоэлектрический подвозбудитель) за счет совмещения конструкции изготавливается в виде компактного блока, установленного на валу генератора. Регулятор возбуждения размещен в отдельном шкафу. Основные характеристики систем возбуждения дизель-генераторов:

– диапазон уставок напряжения генератора, % от номинального значения;

– статизм внешней характеристики, % от номинального значения;

– форсировочная способность обеспечивающая кратность тока короткого замыкания при замыкании выводов генератора, о. е.;

– время восстановления напряжения генератора при внезапных изменениях нагрузки вплоть до 100 %, с;

– точность поддержания напряжения генератора при изменении нагрузки по току от 0 до 100 % и коэффициенте мощности не хуже, %;

– точность распределения реактивных нагрузок при параллельной работе генераторов, не хуже, %.

Системы возбуждения дизель-генераторов характеризуются полной автономностью – начальное возбуждение обеспечивается исключительно за счет внутренних источников.

Системы возбуждения генераторов – «СКБ ЭЦМ»

Модули управления SINAMICS (Siemens) оснащены схемой самодиагностики. Кроме того, диагностику состояния работающего канала управления дополнительно осуществляет канал, находящийся в резерве.

Устройство диагностики фиксирует следующие неисправности оборудования:

• потерю тока возбуждения при работе генератора в сети;
• потерю проводимости параллельных ветвей в плече преобразователя;
• потерю проводимости плеча преобразователя;
• неисправность источников питания;
• потерю оперативного тока;
• потерю питания цепей сигнализации;
• потерю резервного питания;
• обрыв цепей управления выключателями.

Схемой сигнализации обеспечивается индикация состояния коммутационных аппаратов, режимных параметров и информации о возникающих неисправностях на дисплее панели управления, расположенной на двери шкафа управления возбуждением, а также передача этой информации на верхний уровень управления по прямым проводным связям и цифровому каналу.

Модуль управления SINAMICS обеспечивает следующие возможности:

• осуществлять непрерывную самодиагностику;
• выполнять осциллографирование процессов как во время наладки, так и при возникновении аварийной ситуации, хранение аварийных осциллограмм в энергонезависимой памяти;
• каждый канал управления имеет в своем составе панель управления с сенсорным дисплеем 7”, на которой отображаются параметры режима работы генератора, предупредительные и аварийные сообщения. Панель управления позволяет просматривать дневник событий, а так же производить наладку системы возбуждения.

Системы возбуждения генераторов имеют следующие показатели надежности работы:

• полный срок службы — не менее 25 лет;
• коэффициент готовности — не менее 99,8%;
• средняя наработка на отказ (отключение генератора) — не менее 25000 ч.

ООО «СКБ ЭЦМ» предоставляет гарантию 3 год на системы возбуждения генераторов.
По просьбе заказчика гарантийный срок может быть увеличен.

Анализ конструктивных схем и работоспособности систем возбуждения синхронных генераторов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.313.126

АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

В.М. Степанов, Д. А. Карпунин

Показано, что система возбуждения является неотъемлемой частью синхронного генератора, надёжность её работы определяет безопасность и устойчивость работы всей синхронноймашины. Представлены различные виды систем возбуждения с их параметрами.

Ключевые слова: система возбуждения, синхронный генератор, обмотка возбуждения, форсировочная способность.

Система возбуждения необходима для создания в обмотке возбуждения синхронной машины постоянного тока и автоматического регулирования тока возбуждения.

Систему возбуждения характеризуют номинальным напряжением возбуждения на выводах обмотки возбуждения и номинальным током в обмотке возбуждения, которые соответствуют номинальному режиму работы электрической машины; форсировочной способностью; быстродействием системы возбуждения при авариях и неисправностях в энергосистеме; быстротой развозбуждения генератора в случаях его повреждения.

Системы возбуждения обеспечивают следующие режимы работы синхронных генераторов:

– начальное возбуждение;

– холостой ход;

– включение в сеть методом точной синхронизации или самосинхронизации;

– работу в энергосистеме с допустимыми нагрузками и перегрузками;

– форсировку возбуждения по напряжению и по току с заданной кратностью;

– разгрузку по реактивной мощности и развозбуждения при неисправности энергосистемы;

– гашения поля генератора в аварийных режимах и при нормальной остановке;

– электрическое торможение агрегата.

Обмотка возбуждения в большинстве случаев укладывается в пазы ротора генератора, к ней с помощью контактных колец и щёток подводится постоянный ток. Источником постоянного тока может быть генератор как постоянного, так и переменного тока, который принято называть воз-

будителем, а систему возбуждения – машинной. Если источником постоянного тока является сам генератор, то система возбуждения называется безмашинной или системой самовозбуждения.

Системы возбуждения принято делить на две основные группы:

– независимое (прямое) возбуждение;

– зависимое (косвенное) самовозбуждение.

К независимому возбуждению относятся электромашинные возбудители постоянного и переменного тока, сопряженные с валом турбогенератора механической связью. Основным достоинством этих систем является полная автономность, заключающаяся в том, что они в состоянии обеспечить требуемые ток и напряжение возбуждения независимо от условий работы и режима синхронного генератора или электрической сети.

К зависимым системам возбуждения относятся системы, питающиеся от выводов генератора через специальные понижающие трансформаторы и отдельно установленные электромашинные возбудители, вращаемые двигателями переменного тока, запитанными от шин собственных нужд станции. В данных системах отсутствуют вращающиеся машины, что является несомненным достоинством. Недостатком является зависимость тока и напряжения возбуждения от условий и режима работы синхронного генератора.

В комбинированных системах энергия на возбуждение частично берется от вспомогательного генератора и частично с выводов возбуждаемого синхронного генератора или от сети, на которую он работает.

Независимые системы возбуждения. Примерно до середины 50-х годов прошлого века, получили распространение электромашинные системы с генератором постоянного тока в качестве возбудителя. Они распространены и сейчас, но на электрических станциях с генераторами малой и средней мощности, введённых в эксплуатацию до начала 70-х годов прошлого века. Системы независимого возбуждения с постоянным током являются медленнодействующими в силу значительной электромагнитной инерционности, обусловленной индуктивностью обмоток возбуждения возбудителя, также из-за насыщения магнитной системы возбудителя, ограниченно максимальное напряжение форсировки. Предельная техническая целесообразная мощность электромашинного возбудителя постоянного тока не более 350… 450 кВт.

Поэтому стали появляться системы независимого возбуждения, использующие для возбуждения генераторы переменного тока. Различают следующие виды независимых систем возбуждения переменного тока: высокочастотные, бесщёточные и тиристорные системы.

В высокочастотных системах возбуждения (рис. 1) используется генератор тока повышенной частоты (обычно 500 Гц), находящийся на общем валу с турбиной и возбуждаемым синхронным генератором. Для выпрямления переменного тока применяют диодный преобразователь. Дан-

ные системы являются медленнодействующими, однако по сравнению с электромашинными системами постоянного тока быстродействие выше. Используются в основном на турбогенераторах серии ТВВ.

•IV

гШ-

Рис. 1. Высокочастотная система возбуждения: С – синхронный генератор; СЕ – высокочастотный генератор;

СЕЛ – подвозбудитель; АРВ – автоматическое регулирование возбуждения; А – магнитный усилитель; ТУ – трансформатор напряжения; ТА – трансформатор тока; ЬС – обмотка возбуждения генератора; ЬЕ – обмотка возбуждения возбудителя; ЕУ – разрядник;

КМ – контактор; УБ – диодные преобразователи

В связи с увеличением единичной мощности турбогенератора и значения тока возбуждения, стало затруднительно передавать постоянный ток от неподвижных элементов системы возбуждения к вращающемуся ротору синхронного генератора, через контактные кольца и щётки. В связи с этим стали появляться бесщёточные системы возбуждения. Для них характерно использование в качестве возбудителя вспомогательного генератора переменного тока обращённого исполнения, обмотка переменного тока, находящаяся на роторе возбудителя, непосредственно соединена с вращающимся преобразователем, выход которого соединен с вращающейся обмоткой ротора синхронного генератора. Изменение тока возбуждения синхронного генератора в данной системе, достигается путем изменения тока возбуждения возбудителя, что снижает инерционность бесщёточной системы возбуждения. Данная система возбуждения изображена на рис. 2.

Бесщёточные системы с вращающимся тиристорным преобразователем являются быстродействующими, так как позволяют изменить ток возбуждения синхронного генератора путем изменения угла открытия тиристоров преобразователя в цепи обмотки ротора. Также процесс гашения поля ускорен путём перевода тиристорного преобразователя в инвертор-ный режим.

Рис. 2. Принципиальная схема бесщёточной системы возбуждения: С – синхронный генератор; СЕ – возбудитель; СЕЛ – подвозбудитель;

АРВ – автоматическое регулирование возбуждения;

ТУ – трансформатор напряжения; ТА – трансформатор тока; Т – трансформатор; ЬС – обмотка возбуждения генератора; ЬСЕ – обмотка возбуждения возбудителя; ЬСЕЛ – обмотка возбуждения подвозбудителя; ВДП – вращающийся диодный преобразователь; ДП- диодный преобразователь;

ТК – тиристорный ключ

В тиристорных системах независимого возбуждения возбудителем является вспомогательный синхронный генератор, расположенный на общем валу с основным синхронным генератором. Выпрямление переменного тока вспомогательного генератора осуществляется с помощью тири-сторного преобразователя. Изменение тока возбуждения синхронного генератора осуществляется путем изменения угла открытия тиристоров. Данные системы возбуждения являются самыми быстродействующими. Тиристорные системы возбуждения пришли на смену, преобразователям с ионными выпрямителями, которые обычно выполнялись двухгрупповыми.

Зависимые системы самовозбуждения. Системы самовозбуждения обычно выполняются с тиристорными преобразователями, что обеспечивает высокое быстродействие и возможность гашения поля синхронного генератора, путём перевода тиристоров в инверторный режим.

Различают параллельное и смешанное самовозбуждение. В системе параллельного самовозбуждения энергия возбуждения определяется параметрами напряжения статора синхронного генератора или сети в которую он вырабатывает электроэнергию. Недостаток данной системы снижение

напряжения на преобразователе при близких коротких замыканиях. В системах смешанного самовозбуждения энергия возбуждения определяется как напряжением статора синхронного генератора, так и током статора.

Упрощённая принципиальная схема одногрупповой тиристорной системы самовозбуждения (СТС) представлена на рис. 3.

(Я

т

(

ТАЗ

гя-

Рис. 3. Схема тиристорной системы самовозбуждения: G – синхронный генератор; LG – обмотка возбуждения генератора; АРВ – автоматическое регулирование возбуждения; УНВ – устройство начального возбуждения; ТП1, ТП2 – тиристорные преобразователи; FV- тиристорный разрядник; КМ – электромагнитный контактор;

TV – трансформатор напряжения; ТА – трансформатор тока;

Т – трансформатор

Вывод. В настоящее время наиболее перспективными для синхронных генераторов являются независимые тиристорные системы возбуждения и тиристорные системы самовозбуждения, т. к. они обладают высоким быстродействием и широким диапазоном номинального тока и напряжения обмотки возбуждения. Однако для синхронных генераторов, давно введённых в эксплуатацию, или небольшой мощности применяют системы независимого возбуждения: с генератором постоянного тока, высокочастотные или бесщёточные.

Список литературы

1. Электрическая часть станций и подстанций / А. А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова, М.Н. Околович. М.: Энергоатомиздат, 1990. 551 с.

2. Коротков В.Ф. Автоматическое управление напряжением и реактивной мощностью синхронного генератора и электрических станций: учеб. пособие. Иваново: Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина, 2008. 192 с.

3. Коломиец Н.В. Электрическая часть электростанций и подстанций: учеб. пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. 143 с.

4. Котеленко С.В. Определение топологии структуры систем рекуперации с системой управления рекуперацией, управления дозированного питания электроэнергией и управления дозированного заряда/разряда накопительной установки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. Вып. 12. Ч. 3. С. 202207.

5. Степанов В.М., Котеленко С.В. Анализ технических решений по рекуперации электрической энергии // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. Вып. 6. Ч. 1. С. 152-158.

6. Степанов В.М., Котеленко С.В. Моделирование режима рекуперации в многодвигательных подъёмно-транспортных механизмах // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. Вып. 6. Ч. 1. С. 158-165.

Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, проф., x280xx@gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Карпунин Дмитрий Александрович, студент, x280xx@gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет

ANALYSIS OF CONSTRUCTIVE SCHEMES AND OPERABILITY OF EXCITATION SYSTEM OF SYNCHRONOUS GENERATORS

V.M. Stepanov, D.A. Karpunin

It is shown, that the excitation system is integral synchronous generator, reliability of excitement determines the safety and stability work of the entire synchronous machine. The different types of excitation systems with parameters are presented.

Key words: excitation system, synchronous generator, coil of excitation, field-forcing capability.

Stepanov Vladimir Mihailovich, doctor of technical sciences, professor, x280xx@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University,

Karpunin Dmitry Alexandrovich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University

Классификация систем возбуждения | Электростанции

Системы возбуждения можно в целом классифицировать как: 1. Система возбуждения постоянным током 2. Система возбуждения переменным током 3. Система статического возбуждения.

1. Система возбуждения постоянного тока:

В системе возбуждения постоянного тока система имеет два возбудителя – главный возбудитель (отдельно возбуждаемый генератор постоянного тока, обеспечивающий ток возбуждения для генератора переменного тока) и пилотный возбудитель (самовозбуждающийся генератор постоянного тока с составной обмоткой, обеспечивающий ток возбуждения для основного возбудителя. ).Выход возбудителя регулируется автоматическим регулятором напряжения (АРН) для управления выходным напряжением на клеммах генератора.

Вход трансформатора тока в АРН обеспечивает ограничение тока генератора переменного тока во время повреждения. При размыкании прерывателя возбуждения резистор разряда возбуждения подключается к обмотке возбуждения, чтобы рассеивать накопленную энергию в обмотке возбуждения, которая имеет высокую индуктивность. Главный и пилотный возбудители могут приводиться в действие либо от главного вала (напрямую или через зубчатую передачу), либо отдельно от двигателя.

Возбудители с прямым приводом обычно предпочтительны, поскольку они сохраняют систему работы агрегата и на возбуждение не влияют внешние помехи. Возбудители для турбогенераторов небольшого размера обычно напрямую соединены с валом, тогда как для турбогенераторов среднего и большого размера возбудители соединены с главным валом через шестерню и обычно приводятся в действие со скоростью 1000 об / мин.

Номинальное напряжение главного возбудителя составляет около 400 В, а его мощность составляет около 0,5% от мощности генератора переменного тока.Неполадки в возбудителях турбогенераторов довольно часты из-за их высоких скоростей, и поэтому отдельные возбудители с приводом от двигателя используются в качестве резервных возбудителей. В некоторых случаях система возбуждения постоянного тока оснащена контроллером амплидина.

Amplidyne – это генератор постоянного тока с перекрестными полями с высоким откликом, который имеет очень высокий коэффициент усиления и требует очень малой мощности управления. Питается от автоматического регулятора напряжения (АРН). Основными недостатками системы возбуждения постоянного тока являются большая постоянная времени (около 3 секунд) и трудности коммутации.Таким образом, системы возбуждения постоянного тока были заменены системами возбуждения переменного тока и статическими системами.

2. Система возбуждения переменного тока:

Эта система состоит из генератора переменного тока и тиристорного выпрямительного моста, напрямую подключенного к главному валу генератора. Главный возбудитель может быть самовозбужденным или отдельно возбужденным. Вращающаяся тиристорная система возбуждения использует самовозбуждающийся главный возбудитель, тогда как бесщеточная система возбуждения использует отдельно возбуждаемый главный возбудитель.

и. Система возбуждения с вращающимся тиристором:

Блок-схема вращающейся тиристорной системы возбуждения изображена на рис. 17.2, причем вращающийся участок показан прямоугольником, обведенным пунктирной линией. Эта система состоит из возбудителя переменного тока со стационарным полем и вращающегося якоря. Выход возбудителя, выпрямленный двухполупериодной схемой тиристорного мостового выпрямителя, подается на обмотку возбуждения главного генератора. Обмотка возбуждения генератора также питается от выхода возбудителя через другую схему выпрямителя.Напряжение возбудителя можно создать, используя его остаточный поток. Для удобства и сокращения времени наращивания также встроен стационарный аккумулятор.

Блок управления источником питания и выпрямителем, включенный как часть вращающейся части, генерирует требуемые управляемые по фазе управляющие сигналы в ответ на уровень управления постоянным током, подаваемый регулятором напряжения.

В систему также встроен автоматический регулятор напряжения (АРН). Сигнал напряжения генератора (от ПТ) усредняется и сравнивается непосредственно с настройкой напряжения, установленным оператором (опорным напряжением) в автоматическом режиме работы.В ручном режиме работы ток возбуждения генератора сравнивается с отдельной ручной регулировкой напряжения (эталоном) и подается на вращающийся тиристорный мост через отдельные регулирующие элементы.

Для поддержания напряжения на клеммах возбудителя на желаемом уровне напряжение возбудителя усредняется, сравнивается с опорным напряжением возбудителя и подается на блок управления выпрямителем и выпрямитель подходящим образом.

Система также включает в себя дополнительные функции, такие как защита от перенапряжения, защита от перегрузки по току в управлении полем возбудителя, компенсация опережения-запаздывания для стабилизации управления напряжением, ваттные и VAR-сигналы для регулирования напряжения и резистора разряда поля, которые не показаны на блок-схеме. .

ii. Бесщеточная система возбуждения:

С ростом рейтинга генераторов проблема обслуживания щеток становится все более сложной, поэтому бесщеточные системы возбуждения становятся все более популярными. Появление кремниевых диодов и тиристоров сделало возможным создание компактной выпрямительной системы, преобразующей переменный ток в постоянный при более высоких уровнях мощности.

Эта система изображена на рис. 17.3, при этом вращающаяся часть обозначена прямоугольником, изображенным пунктирной линией.Система возбуждения состоит из главного возбудителя выпрямителя генератора переменного тока и пилотного возбудителя генератора с постоянными магнитами (PMG). И главный, и пилотный возбудители приводятся в действие непосредственно от главного вала.

Главный возбудитель имеет стационарное поле и вращающийся якорь, напрямую подключенный через кремниевые выпрямители к полю главного генератора переменного тока. Пилотный возбудитель представляет собой генератор с постоянными магнитами с приводом от вала, имеющий вращающиеся постоянные магниты, прикрепленные к валу, и трехфазный стационарный якорь, который питает поле основного возбудителя через трехфазные двухполупериодные тиристорные мосты с фазовым управлением.

Эта система исключает использование коммутатора, коллекторов и щеток, имеет короткую постоянную времени и время отклика менее 0,1 секунды. Короткая постоянная времени имеет преимущество в улучшенных динамических характеристиках слабого сигнала и облегчает применение дополнительных сигналов стабилизации энергосистемы.

3. Система статического возбуждения:

На рисунке 17.4 изображена статическая система возбуждения с использованием тиристоров.

В статической системе возбуждения питание возбуждения берется от самого генератора через трехфазный, подключенный по схеме звезда / треугольник, масляный понижающий трансформатор с принудительным воздушным охлаждением, внутренний понижающий трансформатор и выпрямительную систему с ртутно-дуговыми выпрямителями или с кремниевым управлением. выпрямители.Первичная обмотка, соединенная звездой, подключена к шине генератора, вторичная обмотка, соединенная треугольником, подает питание на выпрямительную систему, а третичная цепь, соединенная треугольником, подает питание на схемы управления сетью и другое вспомогательное оборудование.

Выпрямители подключаются параллельно, чтобы обеспечить достаточную пропускную способность по току. Каждая ножка выпрямителя защищена плавким предохранителем, защитой от перенапряжения и световой индикацией неисправности. Выпрямители имеют принудительное воздушное охлаждение. Эта система имеет очень маленькое время отклика (около 20 миллисекунд) и обеспечивает отличные динамические характеристики.SCR идеально подходят для статической системы возбуждения, потому что они имеют высокую скорость отклика, высокий коэффициент усиления и могут быть легко подключены параллельно.

Преимущества системы статического возбуждения заключаются в устранении потерь на сопротивление воздуха в возбудителе, износа коммутатора и технического обслуживания обмотки, что приводит к снижению эксплуатационных расходов и быстродействию электроники. Тот факт, что при статическом возбуждении напряжение пропорционально скорости, дает большое преимущество в отказе от нагрузки.

Что такое система возбуждения?

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ?

ВВЕДЕНИЕ

1.ОСНОВНАЯ ФУНКЦИЯ

КОНЦЕПЦИИ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

1. КОНТРОЛЬ ЗАМКНУТОГО КОНТУРА

Параметры настройки, связанные с контуром управления, можно легко изменить непосредственно из HMI. Три (3) набора параметров настройки позволяют настроить оптимальный отклик для случая, когда генератор не подключен к сети, и для режима подключения к сети в зависимости от того, активен стабилизатор энергосистемы (PSS) или нет:

Пример схемы полного контура управления показан ниже:

2.ОГРАНИЧИТЕЛИ И ЗАЩИТЫ

Современные системы возбуждения отвечают за защиту синхронной машины, самой системы возбуждения и других устройств. Ограничители (OEL, UEL, VHz, SCL) и защиты (24, 27, 32, 37F, 40 / 32Q, 50/51, 59, 59F, 76F, 81O / U) – это программные функции, предназначенные для ограничения работы машины в нежелательных условия и реализованы как надстройки к контуру управления AVR. Ограничители будут гарантировать, что машина будет работать в пределах возможностей машины в любое время, в то время как функции защиты будут защищать машину, инициируя отключение.Функции защиты от возбуждения обычно дублируются в отдельном реле защиты блока. Можно отключить защитные функции возбуждения и полагаться только на защитное реле агрегата, или могут использоваться обе защитные функции, и в этом случае необходимо согласование между двумя защитными функциями.

Наиболее распространенные ограничители и их функции приведены ниже:

2.1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПРЕВЫШЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ (OEL)

Для систем возбуждения производства Reivax ограничители могут быть легко сконфигурированы с HMI.Упрощенная функция передачи и экран конфигурации для OEL, показанный ниже, соответствуют IEEE 421.5 OEL2C. OEL настроен как характеристическая кривая с обратнозависимой выдержкой времени согласно IEEE / ANSI C50.13.

3. КООРДИНАЦИЯ ЗАЩИТЫ

Координация между ограничителями, ограничениями оборудования и внешними реле защиты является важным аспектом правильной интеграции системы возбуждения. Обычно координация выполняется как часть исследования защиты или исследования валидации модели, при этом настройки проверяются при вводе оборудования в эксплуатацию.

Во время ввода в эксплуатацию OEL рассчитывается таким образом, чтобы он перекрывал тепловой предел ротора IEEE / ANSI C50.13.

4. КРИВАЯ ВОЗМОЖНОСТИ

Кривая производительности синхронной машины – это графическое представление рабочих ограничений машины. Кривая мощности представляет собой график зависимости активной мощности машины (МВт) от реактивной мощности (Мвар). Обычно представлены следующие физические рабочие пределы:

• Температурный предел ротора
• Ограничение турбины
• Предел практической устойчивости
• Предел скольжения полюса

Кроме того, обычно представлены следующие ограничители:

• Ограничитель перевозбуждения (OEL)
• Ограничитель недостаточного возбуждения (UEL)

Системы возбуждения, производимые Reivax, включают кривую динамических характеристик, которую можно использовать для мониторинга рабочих условий в режиме реального времени.Пример такой кривой производительности показан ниже.

Кривая производительности показывает безопасную рабочую зону машины, обозначенную зеленым цветом, ограниченную ограничителями и физическими ограничениями машины. Он также показывает рабочую точку машины с точки зрения активной и реактивной мощности (обе величины показаны в о.е.).

5. СТАБИЛИЗАТОР СИЛОВОЙ СИСТЕМЫ (PSS)

Стабилизатор энергосистемы (PSS) – это дополнительный компонент к контуру управления системы возбуждения, который улучшает стабильность системы за счет компенсации низкочастотных (0-5 Гц) колебаний в энергосистеме.Это приводит к более стабильной выходной мощности генератора, что может привести к значительной экономии за счет снижения потерь мощности. Стабилизаторы энергосистемы обеспечивают превосходную рентабельность и, как было установлено, приносят миллионы долларов годовой прибыли крупным коммунальным предприятиям.

Выход PSS добавлен в контур управления АРН. На изображении ниже показан суммирующий переход PSS, как он появляется на передаточной функции системы возбуждения Reivax.

На графике ниже показан ответ 32.Генератор общего назначения мощностью 5 МВт с PSS и без него. Возмущение вносится на отметках 2 и 12 секунд. Заметно улучшена переходная и установившаяся стабильность. Без PSS колебания продолжаются примерно 10 секунд после возмущения, тогда как они почти сразу же затухают при включении PSS.

Reivax PSS совместим с моделями IEEE PSS2A и PSS2B .

ВИДЫ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ

За прошедшие годы в электроэнергетике появились различные типы систем возбуждения.Они подразделяются на две основные категории, в зависимости от источника питания, вращающихся возбудителей и статических возбудителей.

1. СИСТЕМЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Во вращающихся системах возбуждения используются два возбудителя: основной возбудитель и пилотный возбудитель. Главный возбудитель питает пилотный возбудитель, а пилотный возбудитель, в свою очередь, напрямую питает синхронную машину. Есть две подкатегории вращающихся систем возбуждения: переменного и постоянного тока.

1.1. БЕСЩЕТОЧНЫЙ ВОЗБУЖДИТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В системе возбуждения переменного тока основной выпрямитель мощности питает промежуточный возбудитель переменного тока. Этот возбудитель переменного тока содержит внутренний выпрямитель мощности, который затем питает обмотку возбуждения синхронной машины.

Однолинейная схема вращающегося возбудителя переменного тока показана ниже.

1.2. ВОЗБУЖДЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В системе возбуждения постоянного тока силовой выпрямитель питает промежуточный возбудитель постоянного тока, который, в свою очередь, питает обмотку возбуждения синхронной машины.

Однолинейная схема вращающегося возбудителя постоянного тока показана ниже.

2. СИСТЕМЫ СТАТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ – TERMINAL-FED

В системах статического возбуждения силовой выпрямитель напрямую питает обмотку возбуждения синхронной машины. Пилотного возбудителя нет.

Система статического возбуждения – это с клеммным питанием, (также называемое питанием от шины), когда питание поступает от самой машины через трансформатор силового потенциала (PPT).Первичная обмотка PPT подключена к статору машины, а вторичная подает питание на выпрямитель.

Статические системы возбуждения по своей природе не являются самовозбуждающими, поэтому им требуется внешний источник питания для запуска процесса возбуждения и создания достаточного магнитного потока. Этот процесс называется прошивкой поля .

2.1. ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМ СТАТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Статические системы возбуждения обладают рядом преимуществ, которые делают их привлекательным вариантом для управления синхронными машинами:

• Простая, надежная и экономичная конструкция
• Минимальные требования к техническому обслуживанию
• Характеристики высокой производительности и быстрого отклика

2.2. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Основные компоненты статической системы возбуждения перечислены ниже:

2.2.1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ (AVR)

Автоматический регулятор напряжения (АРН), обычно известный как регулятор напряжения, выполняет все функции управления системой, включая следующие:

• Выключатели операционные
• Отправка пусковых импульсов на мосты
• Реагирование на команды оператора или нарушения в сети
• Контроль входов / выходов системы и принятие соответствующих мер в ответ на них
• Поддержание системы возбуждения в пределах безопасности и устойчивости за счет использования ограничителей и защит
• Отправка уведомлений в систему SCADA предприятия при возникновении аномальных условий
• Отключение системы возбуждения при возникновении критического отказа или опасного состояния

Основными элементами АРН являются:

• Контур управления
• Ограничители
• Стабилизатор системы питания

Решения по управлению с резервированием являются обычным явлением.В конфигурации с резервированием есть два регулятора напряжения, один из которых выполняет функции управления, а другой находится в режиме горячего резервирования .

2.2.2. ВЫПРЯМИТЕЛЬ ПИТАНИЯ

В системах статического возбуждения обычно используется силовой выпрямитель, который преобразует переменный ток в постоянный и подает управляемый ток возбуждения в синхронную машину. В силовых выпрямителях обычно используется тиристорная технология или технология IGBT.

Выработка тепла является проблемой для выпрямителя мощности. Для мостового охлаждения обычно предусмотрены резервные комплекты вентиляторов.

Конфигурации моста с резервированием являются обычными. В случае наличия нескольких мостов система возбуждения выполнит выравнивание тока , чтобы сбалансировать выходы моста.

2.2.3. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНТЕРФЕЙСА

Интерфейс преобразователя состоит из всех промежуточных устройств между контроллером и выпрямителем мощности. Он преобразует управляющий сигнал в пусковые импульсы и изолирует управляющую электронику от силовой части.

В системах возбуждения производства Reivax средства диагностики для контроля выпрямителя мощности предоставляются на HMI.Состояние вентиляторов, предохранителей и температуры полупроводников можно проверить в режиме реального времени, как показано ниже.

Классификация по типу питания

Возбуждение, буквальное значение различается в каждом направлении науки и человечества. Это повышенная активность клеток / органов в биологической науке, в химической науке это повышенная активность различных молекул и так далее. В электротехнике магнитный эффект тока и его поля, который известен как возбуждение, и только после того, как электрическая машина возбуждается, она готова выполнять другие функции, такие как вращение / движение или генерация и т. Д.В этой статье обсуждается обзор того, что такое система возбуждения и ее типы.

Типы возбуждения

Давайте теперь посмотрим, каковы различные типы, на основе их классификации, которая может быть сделана, как указано ниже.

• Классификация по способу применения
• Классификация по типу питания
• Классификация по методу генерирования тока возбуждения

Классификация по методу применения

• Самовозбуждение
• Отдельно возбуждение

Самовозбуждение – это возбуждение, при котором электрическая машина отделяет питание, не предназначенное для выполнения функции, и ток берется из основного тока.Лучшим примером является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, в котором составляющая тока (ток холостого хода) берется из основного тока.

Отдельное возбуждение – это когда отдельно подается ток для возбуждения машины. Лучшим примером является синхронный асинхронный двигатель / генератор

Классификация по типу питания

Классификация по типу источника питания включает следующее.

• Возбуждение постоянным током
• Возбуждение переменным током

Возбуждение постоянным током

• Это тот, где источником питания является постоянный ток, который может подаваться либо через батарею, либо через преобразователь, либо через возбудитель фиолетового цвета, лучшим примером является постоянный ток подмешивающий двигатель / генератор.
• Блок-схема, показывающая постоянный ток с отдельными возбудителями, который чаще всего используется для больших приложений, показана ниже.
• Подача постоянного тока обеспечивается через главный возбудитель на поле генератора.

dc-excitation-system

AC Excitation

Это тот, где источником питания является переменный ток, который может или не может быть преобразован в источник постоянного тока. Эта система состоит из преобразователя / батареи, преобразователь может состоять из тиристорного выпрямительного моста, напрямую подключенного к главному валу генератора.Главный возбудитель может быть самовозбужденным или отдельно возбужденным. В случае отдельного возбуждения можно использовать дополнительный преобразователь или аккумулятор.

Классификация по методу генерации тока возбуждения

Классификация по методу генерации тока включает следующее.

• Статическая система возбуждения
• Бесщеточная система возбуждения
• Система возбуждения с вращающимся тиристором

Система статического типа создается с помощью статических устройств, таких как диоды, тиристоры (SCR), IGBTS и т. Д.И другие силовые электронные устройства. Управляя углом открытия SCR’S, мы можем регулировать и контролировать напряжение возбуждения.

Система статического возбуждения

Система бесщеточного типа имеет пилотный возбудитель на постоянных магнитах / генератор на постоянных магнитах, а главный возбудитель установлен на главном валу. Питание от главного возбудителя подается на поле генератора. Коммутатор в этом случае устраняется за счет использования пилотного возбудителя, который, в свою очередь, питает главный возбудитель, а затем возбудитель генератора.Устранение коллектора и щеток упрощает обслуживание.

Главный возбудитель имеет стационарное поле, которое напрямую подключается к полю генератора через кремниевые выпрямители. Эта система имеет очень быстрый отклик благодаря отсутствию коммутатора, щеток и т. Д.

бесщеточная система возбуждения

Система с вращающимся тиристором является наиболее часто используемой системой для генераторов малых / средних размеров в полупроводниковых устройствах, которые установлены на диске, который вращается вдоль возбужденного вала.Эта система обеспечивает как автоматическую, так и ручную регулировку напряжения, что ясно из представленной блок-схемы.

вращающийся тиристор

Поле возбудителя переменного тока может также обеспечиваться через аккумуляторную батарею станции, что очень полезно при отключениях электроэнергии.

Выходной сигнал возбудителя выпрямляется через преобразователь с использованием управляемого двухполупериодного выпрямления и подается на возбуждение главного генератора переменного тока.

Автоматический регулятор напряжения играет важную роль, отбирая образцы и сравнивая их с установленным значением, а также возвращая как можно ближе к установленному значению напряжения на клеммах.Кроме того, он также обеспечивает защиту от повышенного и пониженного напряжения.

Часто задаваемые вопросы

1). что такое ток возбуждения?

Ток намагничивания, необходимый для создания магнитного потока, и он необходим для выработки электроэнергии или двигателя.

2). Какова роль возбуждения в управлении коэффициентом мощности?

В синхронных двигателях / генераторах, если ток возбуждения слабый / низкий, коэффициент мощности переходит на отстающую сторону, а если он высокий / высокий коэффициент мощности переходит на ведущую сторону Следовательно, контролируя ток возбуждения, мы можем изменить коэффициент мощности, In Фактически, синхронные двигатели часто используются в качестве синхронных конденсаторов для улучшения коэффициента мощности.

3). Что происходит с шунтирующим двигателем постоянного тока при слабом возбуждении.

В шунтирующем двигателе постоянного тока, который очень часто используется в промышленности, частота вращения двигателя обратно пропорциональна возбуждению. Поэтому слабое поле опасно увеличит частоту вращения двигателя. Фактически, параллельные двигатели постоянного тока защищены от слабого поля.

4). Как в высокоэффективных асинхронных двигателях уменьшить ток возбуждения / холостого хода / ток намагничивания?

В высокоэффективных асинхронных двигателях используются двигатели с постоянными магнитами и очень низкое сопротивление (зазор между ротором и статором сокращен до минимума), поэтому не требуется ток намагничивания.

5). Каково назначение возбудителя пиелета в случае бесщеточной системы возбуждения?

В бесщеточной системе возбуждения возбудитель пигментного цвета подает ток на главный возбудитель, который, в свою очередь, подает ток на поле главного генератора / генератора, что исключает использование коммутатора и используется для больших генераторов.

6). Ток возбуждения запаздывающий, почему?

Этот ток является запаздывающим по своей природе, потому что он в основном питает индуктивную нагрузку, которая потребляет ток с запаздывающим коэффициентом мощности.

7). Почему необходимо подключать автоматические регуляторы напряжения на стороне возбуждения большого генератора переменного тока или двигателя постоянного тока.

Необходимо подключить АРН к источнику питания большого генератора переменного тока или большого двигателя, так как небольшое изменение напряжения / тока возбуждения приведет к большим колебаниям напряжения на клеммах генератора переменного тока и изменению скорости двигателя постоянного тока.

8). Что произойдет с возбуждением двигателя переменного тока, если отношение напряжение / частота увеличится?

Увеличение отношения v / f приведет к избыточному магнитному потоку и насыщению, что приведет к ненормальному увеличению тока без какой-либо полезной работы.В больших двигателях / трансформаторах используется защита от избыточного магнитного поля.

В частотно-регулируемых приводах с регулируемым напряжением отношение V / F всегда поддерживается постоянным.

Таким образом, это все об обзоре возбуждения и его классификации, основанной на методе применения, типе источника питания, способе генерации тока. Вот вам вопрос, какова функция генератора переменного тока?

Система статического возбуждения

– принцип работы

Система возбуждения в генераторе необходима для создания рабочего магнитного потока в воздушном зазоре.В случае синхронного генератора это обычно обеспечивается за счет натянутой обмотки на ротор. Наличие обмотки возбуждения на роторе имеет определенные преимущества перед обмоткой возбуждения на статоре (прочтите, почему обмотка якоря на статоре в синхронной машине?). Здесь следует отметить, что в обмотке возбуждения протекает постоянный ток для создания рабочего магнитного потока. Таким образом, для любой системы возбуждения основной задачей должно быть протекание постоянного тока в обмотке возбуждения. Система статического возбуждения – один из таких методов.

Принцип системы статического возбуждения

В системе статического возбуждения мощность для возбуждения поля поступает от выходных клемм генератора. Трансформатор, известный как трансформатор возбуждения, подключен к выходным клеммам генератора для понижения напряжения до требуемого уровня, обычно 415 В переменного тока. Поскольку нам нужен источник постоянного тока, выход трансформатора подключен к тиристорному мостовому выпрямителю. На рисунке ниже показана упрощенная блок-схема системы статического возбуждения.

Угол включения тиристорного выпрямителя с полным мостом контролируется регулятором, так что может быть обеспечено необходимое возбуждение поля. Вторичная клемма ТТ и СТ, подключенная к выходным клеммам генератора, подается на регулятор. На основе напряжения на клеммах генератора регулятор регулирует угол зажигания. Скажем, выходное напряжение генератора превысило его номинальное напряжение 21 кВ (скажем), в этом случае ток возбуждения должен быть уменьшен для поддержания напряжения на клеммах.Поэтому регулятор увеличивает угол зажигания, так что среднее значение постоянного тока может уменьшиться. Аналогичным образом, если напряжение на клеммах генератора опускается ниже номинального значения, ток возбуждения должен быть увеличен. Поэтому регулятор уменьшает угол зажигания, чтобы увеличить среднее значение тока возбуждения.

Как и в системе статического возбуждения, возбуждение обеспечивается обмоткой возбуждения, намотанной на ротор, поэтому используются контактные кольца и угольные щетки.

Как обеспечить возбуждение поля при запуске генератора?

Как и в системе статического возбуждения, мощность возбуждения поступает от выходных клемм генератора, поэтому она может работать только во время нормальной и устойчивой работы генератора.Предположим, мы собираемся запустить генератор, в этом случае невозможно получить возбуждение поля с помощью статической системы возбуждения, так как нет выходного напряжения на клеммах генератора. В таком случае мощность возбуждения должна подаваться от отдельного источника. Как показано на рисунке выше, обычно это делается с помощью батарейного банка. Как только генератор достигает своей номинальной скорости, напряжение на его клеммах достигает номинального напряжения, и, следовательно, появляется система статического возбуждения. Таким образом, как только генератор достигает своей номинальной скорости, аккумуляторная батарея изолируется, и мощность возбуждения подается от системы статического возбуждения.

Преимущества системы статического возбуждения

• Система возбуждения с использованием надежного и мощного тиристора проста по конструкции и обеспечивает характеристики быстрого отклика, необходимые в современной энергосистеме.
• Поскольку нет отдельного возбудителя вращающегося типа, система свободна от трения, сопротивления воздуха и потерь на коммутаторе, возникающих в возбудителе.
• Поскольку энергия возбуждения напрямую снимается с выходных клемм генератора, напряжение возбуждения прямо пропорционально скорости генератора.Это улучшает общую производительность системы.

Но из-за использования контактного кольца и угольных щеток в этой системе возбуждения происходит искрение и потеря контактного сопротивления. Чтобы устранить это, в наши дни используется бесщеточная система возбуждения.

Статическое возбуждение генератора переменного тока: электрические машины

Пожалуйста, поделитесь и распространите слово:

Функция системы возбуждения:

Статическое возбуждение генератора переменного тока является одним из методов возбуждения.Основная функция любой системы возбуждения – подача постоянного тока на обмотку возбуждения. Функциональность расширена до большого объема для повышения производительности генератора.

В случае внезапных изменений нагрузки на генератор система возбуждения должна быстро реагировать, внося изменения в напряжение, которое пропускает ток через обмотку возбуждения. Поэтому каждой электростанции необходимо надежное возбуждение, чтобы турбогенераторы работали более эффективно.

Два типа систем возбуждения:

1. Бесщеточные системы возбуждения с вращающимися возбудителями и автоматическим регулятором напряжения (АРН) или
2. Статические системы возбуждения [SES], питающие ротор непосредственно от тиристорных мостов через щетки

Статическое возбуждение генератора:

Преимущества статического возбуждения перед Бесщеточное возбуждение:

1. Бесщеточная система возбуждения занимает больше места на полу для размещения возбудителей с приводом от вала.
2. Большая часть обслуживания и эксплуатации проблемы с вращающимися выпрямителями.
3. Вал возбудителя и его муфта чувствительны к крутящим моментам, создаваемым системой, вызванной крутильными колебаниями вала.
4. Система статического возбуждения исключает к валу подключен отдельный возбудитель и вся необходимая мощность возбуждения забирается только от обмоток генератора.

Работа системы статического возбуждения:

В системе статического возбуждения вращающийся выпрямитель не используется; питание в поле ротора осуществляется через статические щетки.

В этой системе мощность переменного тока отводится от клеммы генератора, понижается и выпрямляется полностью управляемыми тиристорными мостами, а затем напрямую подается в поле основного генератора через контактные кольца, тем самым управляя выходным напряжением генератора. Выпрямитель стационарный.

Высокая скорость регулирования достигается за счет использования внутренней свободной системы управления и силовой электронной системы. Любое отклонение напряжения на клеммах генератора обнаруживается детектором ошибок и заставляет регулятор напряжения увеличивать или уменьшать угол зажигания тиристоров, тем самым управляя возбуждением поля генератора переменного тока.

Компоненты системы статического возбуждения:

Принципиальная схема системы статического возбуждения

Трансформатор возбуждения:

Возбуждение Трансформатор является источником питания для статической системы возбуждения. Выходы источник напряжения и источник тока объединены в трансформаторе возбуждения система, обеспечивающая выход трехфазного переменного тока.

Возбуждение Трансформатор состоит из источников как напряжения, так и тока. Источник напряжения образована трехфазной обмоткой, расположенной в пазах обмотки статора генератора.Его напряжение пропорционально потоку в воздушном зазоре генератора и обеспечивает возбуждение к обмотке возбуждения генератора без нагрузки.

Текущий Источник формируется с помощью нейтральных выводов обмотки статора генератора. Этот источник обеспечивает дополнительное возбуждение поля, необходимое в условиях нагрузки. Это также обеспечивает возбуждение при сбоях в системе, когда напряжение в системе и машина поток через воздушный зазор находится на низком уровне.

Выпрямитель:

Питание переменного тока от трансформатора возбуждения преобразуется в мощность постоянного тока для обеспечения возбуждения к генератору подали обмотки.Трехфазный двухполупериодный выпрямитель состоит из кремниевые диоды и кремниевые выпрямители, установленные рядом с генератором.

Регуляторы напряжения:

Генератор возбуждение поля строго регулируется регулятором напряжения посредством управления цепей триггера на тиристоры в выпрямительных мостах.

AC Регулятор выполняет основную функцию управления напряжением на клеммах генератора. В трехфазный ток и напряжения, пониженные с клемм генератора с использованием трехфазные трансформаторы тока и трансформаторы тока для ввода в регулятор напряжения.

Регулятор постоянного тока обеспечивает средства для регулирования постоянного напряжения возбуждения, когда регулятор переменного тока не в сервисе.

Коллектор:

Генератор сборщик подшивки и сборка такелажа щеткодержателя расположены в небольшом Корпус. Управляемая выходная мощность от блока выпрямителя тиристора поступает на обмотка возбуждения генератора через щетки и контактные кольца, как показано на рисунок выше.

Другой тип системы возбуждения –

Бесщеточные системы возбуждения с вращающимися возбудителями и автоматическим регулятором напряжения (АРН)

▷ Преимущества замены системы возбуждения турбогенератора ТВВ-200-2А на тиристоровую. система возбуждения

Новая интересная статья Майла, который хотел рассказать нам об эксперименте по замене системы возбуждения турбогенератора типа ТВВ-200-2А на систему возбуждения на основе тиристора.

Вам интересно, что он нашел, верно? Тогда проверьте его статью сейчас:

Введение

Система возбуждения мощных источников электроэнергии – один из важнейших факторов в любой энергосистеме. В РЭК Битола турбогенераторы оснащены системой возбуждения с высокочастотным возбудителем переменного тока и автоматическим регулятором напряжения на основе магнитных усилителей. Система возбуждения подает необходимый ток на ротор генератора во всех режимах работы.

Рисунок 1: Схема действующей системы возбуждения

Возбудитель – это практически высокочастотный индукционный генератор с трехфазными катушками, которые размещены в 96 каналах статора и соединены в ∆.

Катушки возбуждения 1,2 и 3 (представленные на рисунке 1) размещены на четырех полюсах в восьми специальных каналах статора. Катушка 1 состоит из четырех параллельных катушек с четырьмя обмотками на каждой из них. Две другие независимые катушки (обозначенные на рисунке цифрами 2 и 3) имеют по 32 обмотки на каждой из них.

Ротор без обмоток. Когда ротор вращается, в воздушном зазоре возбудителя индуцируется электромагнитная сила в катушках. Магнитный поток возникает в результате протекания постоянного тока в катушке 1 или так называемой катушке самовозбуждения. На рисунке 2 вы можете увидеть конструкцию возбудителя.

Рисунок 2: Возбудитель типа ВГТ-2700-500

Регулировка возбуждения регулируется специальным регулятором EPA 325 V, который подключен к катушкам 2 и 3.Он подключен к катушке 2 в соответствии с частью F1 регулятора EPA 325 В (секция для бесконтактного нагнетания), и он подключен к катушке 3 другим путем. Общее возбуждение возбудителя складывается из возбуждений катушек 1, 2 и 3.

Сравнение системы возбуждения на основе Thirystor и реальной системы возбуждения

Когда мы сравниваем две системы возбуждения турбогенератора (фактическую и другую, которую мы планируем реализовать), можно отметить некоторые различия между ними.Например, я собираюсь перечислить минусы, которые фактическая система возбуждения имеет по сравнению с новой системой возбуждения на основе тиристоров. Фактическая система дает более медленный отклик, в отличие от тиристора, который очень быстро реагирует на любые изменения. Еще одна отрицательная сторона – отсутствие достижения отрицательного напряжения в круге возбуждения.

Новой концепцией системы возбуждения является модель SEM 11E, которая состоит из цифрового регулятора напряжения типа DRN с микропроцессорной логикой и регулированием, а другая часть представляет собой тиристорный выпрямитель в конфигурации 1 + 1.Полная система возбуждения состоит из трансформатора возбуждения, двух независимых тиристорных выпрямителей, двухканального цифрового регулятора напряжения и дополнительного вспомогательного оборудования.

Современный тиристорный выпрямитель с цифровым регулятором напряжения управляет возбуждением напрямую, а питание тиристорного выпрямителя осуществляется через трансформатор, подключенный непосредственно к выходам генератора.

Возбуждение на основе тиристоров имеет следующие преимущества по сравнению с реальной системой возбуждения :

• Может обеспечивать возбуждение генератора в режиме нейтральной передачи
• Умеет регулировать возбуждение генератора в номинальном режиме работы
• Поддерживает стабильный уровень напряжения
• Поддерживает ток генератора в предлагаемых тепловых пределах (не вызывает дополнительного нагрева катушек и обмоток)

Важнейшими преимуществами замены системы возбуждения являются :

1. Резкое улучшение характеристик возбуждения и повышение термической стабильности
2. Повышение производительности за счет переходной стабильности
3. Высшее резервирование
4. Система также предоставляет подробную диагностику любых аномалий, которые могут возникнуть во время работы

Технико-экономический анализ инвестиции

Я провел анализ и разделил его на две части.Первая часть анализа – это затраты на техническое обслуживание, а вторая часть – финансовые потери из-за проблем в производственном процессе (потеря произведенной электроэнергии).

Я постараюсь привести некоторые факты о затратах на техническое обслуживание системы возбуждения. В прошлом у нас были проблемы с регулярным ежегодным обслуживанием самой системы возбуждения. На ремонт и запуск этой системы ушло много времени. Новая система возбуждения обеспечивает подробную диагностику на протяжении всего периода работы, таким образом предоставляя нам подробный отчет о любых возможных проблемах, которые могут возникнуть.В случае регулярного обслуживания разница между двумя типами обслуживания составляет примерно 600 часов работы. Если мы умножим это на 10 евро в час (средняя цена), мы сэкономим 6000 евро и дополнительно 7500 евро на настройку параметров системы, что в сумме даст нам экономию 13 500 евро.

Финансовые потери от потерь произведенной электроэнергии составляют примерно 1,030 МВтч. Если мы умножим это количество на рыночную стоимость 75 евро / МВтч, общая экономия для этой точки составит 77.250 евро.

Если обобщить, оба анализа дают нам экономию в 90,750 евро в год.

Вы, наверное, задаетесь вопросом, сколько это будет стоить и как долго будет окупаемость инвестиций (возврат инвестиций). Вся система стоит 492 444 евро, а срок окупаемости – 5,8 лет.

Заключение

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что описанная система возбуждения неизбежна и должна быть заменена новой системой возбуждения на основе тиристоров.

Преимущества наличия такого оборудования в РЭК Битола огромны и важны для всего производственного процесса.

Самым важным преимуществом является то, что такое оборудование продлит срок службы генераторов примерно на 120000 часов непрерывной работы.

Большое спасибо за внимание,
Миля
Спасибо, Миля за ваше оригинальное содержание! Что вы думаете о том, что вы только что прочитали? Комментарий ниже.

Система возбуждения генератора и регулятор возбуждения

В полупроводниковой системе возбуждения блок питания возбуждения представляет собой полупроводниковое выпрямительное устройство и его источник переменного тока, а регулятор возбуждения состоит из полупроводникового компонента, твердотельного компонента и электронной схемы.Ранние регуляторы только отражают отклонение напряжения генератора и выполняют коррекцию напряжения, которую часто называют регулятором напряжения. Регулятор тока может всесторонне отражать различные управляющие сигналы, включая сигнал отклонения напряжения, и выполнять регулировку возбуждения, поэтому он называется регулятором возбуждения. Очевидно, что регулятор возбуждения выполняет функцию регулятора напряжения. Краткое введение в полупроводниковый регулятор возбуждения приведено ниже.

1.Система управления возбуждением

Система возбуждения является важной частью синхронного генератора переменного тока , который регулирует напряжение и реактивную мощность синхронного генератора. Кроме того, система управления скоростью регулирует скорость (частоту) и активную мощность первичного двигателя и генератора. Обе являются основными системами управления генераторной установкой. Система управления возбуждением представляет собой систему управления с обратной связью, состоящую из синхронного генератора и его системы возбуждения.

Основная роль системы возбуждения

1) Отрегулируйте ток возбуждения в соответствии с изменением нагрузки генератора, чтобы поддерживать напряжение на клеммах на заданном уровне;

2) Контроль параллельной работы распределения реактивной мощности между генераторами;

3) Повышение статической устойчивости параллельной работы генератора;

4) Повышение переходной стабильности параллельной работы генератора;

5) При возникновении неисправности внутри генератора выполняется снятие возбуждения для уменьшения степени потерь при повреждении.

6) Максимальный предел возбуждения и минимальный предел возбуждения применяются к генератору в соответствии с эксплуатационными требованиями.

Система возбуждения генератора – это общий термин для источника питания и вспомогательного оборудования, обеспечивающего ток возбуждения синхронного генератора. Обычно он состоит из блока питания возбуждения и регулятора возбуждения.

Обычно система возбуждения генератора включает возбудитель постоянного тока, бесщеточный возбудитель, возбудитель переменного тока и т. Д.

Регулятор возбуждения является основной частью системы управления возбуждением. Обычно он определяет изменение напряжения генератора, а затем оказывает управляющее воздействие на блок питания возбуждения.Блок питания возбуждения не изменяет напряжение возбуждения на своем выходе до тех пор, пока регулятор возбуждения не изменит заданную команду управления.

2. Требования к регулятору возбуждения

1) Высокая надежность и стабильная работа. Соответствующие меры должны быть приняты при проектировании схем, выборе компонентов и процессе сборки.

2) Хорошие устойчивые и динамические характеристики.

3) Постоянная времени регулятора возбуждения должна быть как можно меньше.

4) Структура проста, обслуживание и ремонт удобны, постепенно достигается систематизация, стандартизация и обобщение.

3. Состав регулятора возбуждения

Генераторный полупроводниковый регулятор возбуждения в основном состоит из трех основных блоков: сравнения измерений, комплексного усиления и триггера по фазовому сдвигу. Каждый блок состоит из нескольких ссылок.

1) Блок сравнения измерений состоит из измерения напряжения, настройки сравнения и регулировки.Секция измерения напряжения включает измерительную схему выпрямления и фильтрации, а некоторые имеют фильтры напряжения прямой последовательности. Блок сравнения измерений выполнен с возможностью измерения преобразованного постоянного напряжения, пропорционального напряжению на клеммах генератора, и сравнения его с опорным напряжением, соответствующим номинальному напряжению генератора, для получения отклонения напряжения на клеммах генератора от заданного значения. Сигнал отклонения напряжения вводится в блок интегрального усилителя, а фильтр напряжения прямой последовательности может повысить точность регулятора, когда генератор работает асимметрично, и может улучшить способность возбуждения при возникновении асимметричного короткого замыкания.Функция регулировочного звена заключается в изменении регулировочного коэффициента регулятора для обеспечения стабильного и разумного распределения реактивной мощности между генераторами при параллельной работе.

2) Комплексный блок усиления синтезирует и усиливает измерительный сигнал, чтобы получить хорошие статические и динамические характеристики системы регулировки и удовлетворить эксплуатационные требования, в дополнение к сигналу отклонения напряжения от базового устройства, иногда это необходимо для синтеза других сигналов, таких как стабильные сигналы, предельные сигналы и сигналы компенсации от вспомогательного устройства, в соответствии с требованиями.Интегрированный усиленный управляющий сигнал вводится в блок триггера со сдвигом фазы.

3) Блок запуска с фазовым сдвигом включает синхронизацию, фазовый сдвиг, формирование импульсов и усиление импульсов. В соответствии с изменением входного управляющего сигнала блок триггера со сдвигом фазы изменяет фазу выходного импульса триггера на тиристор, то есть изменяет угол управления (или угол сдвига фаз), чтобы управлять выходным напряжением Схема тиристорного выпрямителя для регулировки тока возбуждения генератора.Чтобы инициировать импульс для надежного срабатывания тиристора, часто необходимо использовать звено усиления импульса для усиления мощности.

Сигнал синхронизации берется из основного контура тиристорного выпрямителя, обеспечивая подачу импульса запуска, когда анодное напряжение тиристора находится в положительном полупериоде, так что импульс запуска синхронизируется с основным контуром.

Обычно в системе возбуждения есть ручная часть. При выходе из строя автоматической части регулятора возбуждения его можно переключить в ручной режим.

Вышеуказанный контент предоставлен Jiangsu Starlight Power, профессиональным OEM-производителем электроэнергии. Starlight Power – это компания с более чем 40-летним опытом проектирования, поставки, ввода в эксплуатацию и технического обслуживания дизельных генераторов из одного окна. Мы предоставляем пользователям запасные части, технические консультации, инструкции по установке, бесплатный ввод в эксплуатацию, бесплатное обслуживание и услуги по обучению персонала в течение длительного времени. Если вас интересует наш дизельный генератор, отправьте электронное письмо по адресу sales @ dieselgeneratortech.com, чтобы узнать цену прямо сейчас!

.