Как проверить обмотку возбуждения генератора: Проверка обмотки ротора (возбуждения) и обмотки статора генератора

Обзоры и советы от компании ООО «РосАТЭ»

Проверка генератора на стенде

Проверка на стенде позволяет определить исправность генератора и соответствие его характеристик номинальным. У проверяемого генератора щетки должны быть хорошо притерты к контактным кольцам коллектора, а сами кольца чистыми.

Рис. 1. Схема соединений для проверки генератора на стенде

1. контрольная лампа 12 В, 3 Вт;
2. генератор;
3. вольтметр;
4. реостат;
5. амперметр;
6. выключатель;
7. аккумуляторная батарея

Установите генератор на стенд и выполните соединения как показано на рисунке 1. Включите электродвигатель стенда, реостатом 4 установите напряжение на выходе генератора 13 В и доведите частоту вращения ротора до 6000 мин-1. Дайте генератору поработать на этом режиме не менее 10 мин, а затем замерьте силу тока отдачи.

У исправного генератора она должна быть не менее 80 А.

Если замеренная величина отдаваемого тока значительно меньше, то это говорит о неисправностях в обмотках статора и ротора или о повреждении вентилей. В этом случае необходима тщательная проверка обмоток и вентилей, чтобы определить место неисправности.

Напряжение на выходе генератора проверяется при частоте вращения ротора 5000 мин-1. Реостатом 4 установите ток отдачи 15 A и замерьте напряжение на выходе генератора, которое должно быть 13,2–14,7 В при температуре окружающего воздуха и генератора (25 ±10) °С.

Если напряжение не укладывается в указанные пределы, то замените щеткодержатель с регулятором напряжения новым, заведомо исправным, и повторите проверку. Если напряжение будет нормальным, то, следовательно, старый регулятор напряжения поврежден и его необходимо заменить. А если напряжение по-прежнему не будет укладываться в указанные выше пределы, то необходимо проверить обмотки и вентили генератора.

Проверка генератора электронным осциллографом

Осциллограф позволяет по форме кривой выпрямленного напряжения точно и быстро проверить исправность генератора и определить характер повреждения.

Рис. 2. Схема соединений для проверки генератора осциллографом

1. выключатель;
2. генератор;
3. вольтметр;
4. реостат;
5. амперметр;
6. выключатель;
7. аккумуляторная батарея

Для проверки соберите схему согласно рисунку 2. Отсоедините провод общего вывода трех дополнительных диодов от штекера D+ регулятора напряжения и примите меры, чтобы наконечник отсоединенного провода не замкнулся с массой генератора. К штекеру D+ регулятора присоедините провод от аккумуляторной батареи через выключатель 1. Таким образом, обмотка возбуждения будет питаться только от аккумуляторной батареи.

Включите электродвигатель стенда и доведите частоту вращения ротора до 1500–2000 мин-1. Выключателем 6 отключите аккумуляторную батарею от клеммы B+ генератора и реостатом 4 установите ток отдачи 10 А.

Рис. 3. Форма кривой выпрямленного напряжения генератора

I — генератор исправен;

II — вентиль пробит;

III — обрыв в цепи вентиля (обмотке статора)

Проверьте по осциллографу напряжение на клемме B+ генератора. При исправных вентилях и обмотке статора кривая выпрямленного напряжения имеет пилообразную форму с равномерными зубцами (рисунок 3, I). Если имеется обрыв в обмотке статора либо обрыв или короткое замыкание в вентилях выпрямительного блока — форма кривой резко меняется: нарушается равномерность зубцов и появляются глубокие впадины (

рисунок № 3, II и III).

Проверив форму кривой напряжения на клемме B+ генератора и убедившись, что она имеет нормальный вид, проверяют напряжение на штекере D генератора при отсоединенном проводе от штекера D+ регулятора напряжения. Штекер D является общим выводом трех дополнительных диодов, питающих обмотку возбуждения при работе генератора. Кривая напряжения здесь также должна иметь правильную пилообразную форму. Неправильная форма кривой свидетельствует о повреждении дополнительных диодов.

Проверка обмотки возбуждения ротора

Обмотку возбуждения можно проверить не снимая генератор с автомобиля, сняв только защитный кожух и регулятор напряжения вместе со щеткодержателем. Зачистив при необходимости шлифовальной шкуркой контактные кольца, омметром или контрольной лампой проверяют, нет ли обрыва в обмотке возбуждения и не замыкается ли она с массой.

Проверка статора

Статор проверяется отдельно, после снятия выпрямительного блока.

В первую очередь проверьте омметром или с помощью контрольной лампы и аккумуляторной батареи, нет ли обрывов в обмотке статора и не замыкаются ли ее витки на «массу».

Изоляция проводов обмотки должна быть без следов перегрева, который происходит при коротком замыкании в вентилях выпрямительного блока. Статор с такой поврежденной обмоткой замените.

Наконец, после разборки генератора необходимо проверить специальным дефектоскопом, нет ли в обмотке статора короткозамкнутых витков.

Проверка вентилей выпрямительного блока

Исправный вентиль пропускает ток только в одном направлении. Неисправный — может либо вообще не пропускать ток (обрыв цепи), или пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание).

В случае повреждения одного из вентилей выпрямителя необходимо заменять целиком выпрямительный блок.

Рис. 4. Схемы для проверки вентилей выпрямителя

1. аккумуляторная батарея;
2. контрольная лампа;
3. генератор;

I — проверка одновременно «положительных» и «отрицательных» вентилей;

II — проверка «положительных» вентилей;

III — проверка «отрицательных» вентилей

Короткое замыкание вентилей выпрямительного блока можно проверить не снимая генератор с автомобиля, предварительно отсоединив провода от аккумуляторной батареи и генератора и сняв кожух с задней крышки генератора.

Также отсоединяется провод от вывода D+ регулятора напряжения. Проверить можно омметром или с помощью лампы (1–5 Вт, 12 В) и аккумуляторной батареи, как показано на рисунке 4.

ПРИМЕЧАНИЕ С целью упрощения крепления деталей выпрямителя три вентиля (с красной меткой) создают на корпусе «плюс» выпрямленного напряжения. Эти вентили «положительные» и они запрессованы в одну пластину выпрямительного блока, соединенную с выводом «B+» генератора. Другие три вентиля («отрицательные» с черной меткой) имеют на корпусе «минус» выпрямленного напряжения. Они запрессованы в другую пластину выпрямительного блока, соединенную с массой.

Сначала проверьте, нет ли замыкания одновременно в «положительных» и «отрицательных» вентилях. Для этого «плюс» батареи через лампу подсоедините к зажиму B+ генератора, а «минус» к корпусу генератора(рисунок 4, I). Если лампа горит, то «отрицательные» и «положительные» вентили имеют короткое замыкание.

Для проверки короткого замыкания в «положительных» вентилях «плюс» батареи через лампу соедините с зажимом B+ генератора, а «минус» – с одним из фазных выводов обмотки статора (рисунок 4, II). Горение лампы укажет на короткое замыкание одного или нескольких «положительных» вентилей.

Короткое замыкание «отрицательных» вентилей можно проверить, соединив «плюс» батареи через лампу с одним из фазных выводов обмотки статора, а «минус» с корпусом генератора (рисунок 4, III). Горение лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких «отрицательных» вентилях. Следует помнить, что в этом случае горение лампы может быть и следствием замыкания витков обмотки статора на корпус генератора. Однако такая неисправность встречается значительно реже, чем короткое замыкание вентилей.

Обрыв в вентилях без разборки генератора можно обнаружить либо осциллографом, либо при проверке генератора на стенде по значительному снижению (на 20–30%) величины отдаваемого тока по сравнению с номинальным. Если обмотки, дополнительные диоды и регулятор напряжения генератора исправны, а в вентилях нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в вентилях.

Рис. 5. Схема для проверки дополнительных диодов:

1. генератор;
2. контрольная лампа;
3. аккумуляторная батарея

Короткое замыкание дополнительных диодов можно проверить без снятия и разборки генератора по схеме, приведенной на рис 5. Так же как и для проверки вентилей выпрямительного блока, при этом необходимо отсоединить провода от аккумуляторной батареи и генератора, снять защитный кожух генератора и отсоединить провод от вывода «D+» регулятора напряжения.

«Плюс» батареи через лампу (1–3 Вт, 12 В) присоедините к выводу «D» генератора, а «минус» к одному из фазных выводов обмотки статора.

Если лампа загорится, то в каком-то из дополнительных диодов имеется короткое замыкание. Найти поврежденный диод можно только сняв выпрямительный блок и проверяя каждый диод в отдельности.

Обрыв в дополнительных диодах можно обнаружить осциллографом по искажению кривой напряжения на штекере «D», а также по низкому напряжению (ниже 14 В) на штекере «D» при средней частоте вращения ротора генератора.

Проверка регулятора напряжения

Работа регулятора напряжения заключается в непрерывном и автоматическом изменении силы тока возбуждения генератора таким образом, чтобы напряжение генератора поддерживалось в заданных пределах при изменении частоты вращения и тока нагрузки генератора.

Проверка на автомобиле

Для проверки необходимо иметь вольтметр постоянного тока со шкалой до 15–30 в класса точности не хуже 1,0.

После 15 мин работы двигателя на средних оборотах при включенных фарах замерьте напряжение между клеммой «В+» и массой генератора. Напряжение должно находиться в пределах 13,2–14,7 В.

В том случае, если наблюдается систематический недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи и регулируемое напряжение не укладывается в указанные пределы, регулятор напряжения необходимо заменить.

Проверка снятого регулятора

Рис. 6. Схема для проверки регулятора напряжения

1. контрольная лампа;

2. вывод на «массу» регулятора напряжения;

3. вывод «DF» регулятора напряжения;

4. регулятор напряжения;

5. вывод «D+» регулятора напряжения;

А — к источнику питания

Регулятор в сборе с щеткодержателем, снятый с генератора, проверяется по схеме, приведенной на рисунке 6.

Между щетками включите лампу 1–3 Вт, 12 В. К выводам D+ и «масса» регулятора присоедините источник питания сначала напряжением 12 в, а затем напряжением 15–16 В.

Если регулятор исправен, то в первом случае лампа должна гореть, а во втором — гаснуть.

Если лампа горит в обоих случаях, то в регуляторе пробой, а если не горит в обоих случаях, то или в регуляторе имеется обрыв, или нет контакта между щетками и выводами регулятора напряжения. Последнее можно проверить, присоединяя провода от лампы не к щеткам, а непосредственно к выводам D+ и DF регулятора напряжения.

Проверка конденсатора

Конденсатор служит для защиты электронного оборудования автомобиля от импульсов напряжения в системе зажигания, а также для снижения помех радиоприему.

Повреждение конденсатора или ослабление его крепления на генераторе (ухудшение контакта с массой) обнаруживается по увеличению помех радиоприему при работающем двигателе.

Ориентировочно исправность конденсатора можно проверить мегомметром или тестером (на шкале 1–10 МОм). Если в конденсаторе нет обрыва, то в момент присоединения щупов прибора к выводам конденсатора стрелка должна отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем постепенно вернуться обратно.

Емкость конденсатора, замеренная специальным прибором, должна быть 2,2 мкФ ±20%.

Как проверить обмотку генератора

Для проверки генераторной установки и поиска неисправности достаточно иметь омметр. Однако более точную информацию об обмоточных узлах можно получить, применяя специальные приборы, которые осуществляют поиск неисправности в обмотках методом сравнения их параметров с заведомо годной обмоткой. Они годны для дефектовки как обмоток статора, так и возбуждения.

Проверьте обмотку ротора. Для этого включите омметр на измерение сопротивления обмотки, и поднесите его выводы к кольцам ротора. Сопротивление исправного ротора при напряжении 14 В находится в пределах:у генераторов, которые работают с регуляторами напряжения, рассчитанными на максимальную силу тока 3,5—4,0 А — 3-5 Ом, у работающих с регуляторами напряжения, которые рассчитаны на силу тока 5 А — 2,5—3 Ом. Если прибор показал бесконечно большое сопротивление, это значит, что цепь обмотки возбуждения разорвана. Обычно это происходит в месте пайки выводов обмотки к кольцам, при сгорании обмотки или при проворачивании каркаса с обмоткой возбуждения на полувтулках полюсных половин. Также об этом говорит и потемнение, а также и осыпание ее изоляции, что можно обнаружить визуально. Данная неисправность приводит к межвитковому замыканию в обмотке, что сопровождается уменьшением общего сопротивления.Определить частичное межвитковое замыкание, когда сопротивление обмоток изменяется мало, можно только специальным прибором, например ПДО-1. При этом происходит сравнение данной обмотки с заведомо исправной. Обмотку возбуждения бесконтактных генераторов (ГА2, 955.3701) проверяют омметром, выводные концы которого подсоединяются непосредственно к выводам обмотки. Затем проверьте отсутствие у нее замыкания на массу. Для этого следует один вывод омметра поднести к его клюву, другой — к любому кольцу ротора, а у бесконтактных генераторов — к втулке индуктора и любому выводу обмотки. Исправная обмотка должна показать разрыв на омметре, т.е. бесконечно большое сопротивление.

Проверьте обмотки статора. Для этого подсоедините концы омметра к одному из выводов обмотки и пакету железа, т.е. проверьте замыкание на «массу». Прибор у исправной обмотки должен показать разрыв цепи. Проверьте межвитковое замыкание в обмотках статора. Дляэтого измерьте сопротивление отдельных фаз и сравните полученные результаты между собой, разница не должна быть больше 10%. Сопротивление фазы составляет доли Ом, поэтому для этого требуются высокоточные приборы измерения.Полную информацию о состоянии обмоток генератора может предоставить прибор ПДО-1, подключенный к выводам трех фаз. Когда фазы идентичны, то на экране наблюдается одна осциллографическая кривая, если нет (из-за межвиткового замыкания в фазе) то кривых две. Замер следует повторить, предварительно поменяв фазы местами. Тем самым можно найти и неодинаковость фаз, например, разное количество витков в них, которое может возникнуть после перемотки статора. Обрыв фазы проверяйте омметром, поочередно подсоединяя его к нулевой точке и к выводу каждой фазы.

Как включать поворотники	Как выставить зажигание по лампочке	Что лучше газ или бензин?
Как отбалансировать коленвал	Как заправить полный бак	Как снять бегунок на трамблере

Возбуждение генератора 101

Главный блоггер, руководитель отдела социального маркетинга

Генераторы превращают механическую энергию в электрическую, перемещая электрические проводники в магнитном поле. Возбуждение создает электромагнитное поле, вызывающее это механическое преобразование в электрическое. Рич Деннис из Emerson представил базовую презентацию по управлению возбуждением на собрании группы пользователей Ovation в 2017 году.

Управление возбуждением включает регулирование синхронной машины, возбудитель, синхронную машину для энергосистемы. Регулятор является источником управления, а система возбуждения — источником энергии. Система регулятора включает в себя контроль напряжения, контроль тока, контроль коэффициента мощности, ограничители и защиту, стабилизатор энергосистемы, контроль возбуждения, контроль девозбуждения и управление выключателем возбуждения. Системы возбудителей могут быть вращающимися или статическими. Вращающиеся включают бесщеточные и щеточные типы, а статические включают составные и потенциальные источники.

Генератор имеет первичный двигатель, такой как турбина или дизельный генератор. Система возбуждения создает электромагнитное поле в роторе. Статор имеет якорную обмотку, в которой индуцируется электрическая энергия.

Чем сильнее создаваемое магнитное поле, тем сильнее вырабатывается электрическая энергия. Сила магнитного поля регулируется путем управления током ротора. Трехфазная электрическая энергия создается тремя отдельными проволочными обмотками статора.

Ток для создания электромагнитного поля представляет собой постоянный ток (DC), который может варьироваться от 50 ампер до 9000 ампер и более в зависимости от размера генератора. Современные системы возбуждения являются статическими, в которых постоянный ток создается путем выпрямления переменного тока с помощью трансформаторов тока с насыщением (SCT) и силовых трансформаторов напряжения (PPT). Источник необходим для создания возбуждения, прежде чем оно сможет быть самоподдерживающимся от генератора.

Подсистемы для системы возбуждения включают процессоры и устройства ввода-вывода, которые контролируют напряжение и ток на клеммах генератора, напряжение и ток возбуждения, напряжение и ток возбуждения вращающегося возбудителя, переключатели управления, состояние выключателя и разрешающие устройства безопасности. Выходы включают в себя оповещение, аварийные сигналы, счетчики и полный набор данных для распределенной системы управления. Силовая шина необходима для подачи тока возбуждения на каждый конец катушки ротора.

Автоматические выключатели используются для защиты как стороны переменного, так и постоянного тока генератора. Силовые выпрямители преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Системы охлаждения поддерживают рабочие температуры, необходимые для надежной работы. Система полевого разряда необходима для отвода энергии от ротора во время торможения механического источника энергии. Оборудование для возбуждения поля используется для создания начального электромагнитного поля до тех пор, пока генератор не создаст достаточное напряжение для самовозбуждения и поддержания преобразования механической энергии в электрическую.

Рич рассказал о решениях Ovation Excitation, обеспечивающих предварительный интерфейс и проектирование оборудования, проектирование, установку и постоянное тестирование. Контроллер возбуждения Ovation совместим со стандартом IEEE 421 и поддерживает множество пользовательских и модифицированных опций в соответствии с приложением.

Популярные сообщения

Комментарии

Поделись этим:

Похожие сообщения

Следуй за нами

Мы приглашаем вас следить за нами на Facebook, LinkedIn, Twitter и YouTube, чтобы быть в курсе всех последних новостей, событий и инноваций, которые помогут вам на и решить ваши самые сложные задачи.

• Отслеживать
• Отслеживать
• Отслеживать
• Отслеживать

Хотите изменить назначение, повторно использовать или перевести контент?

Пожалуйста, просто дайте ссылку на пост и отправьте нам небольшую заметку, чтобы мы могли поделиться вашей работой. Спасибо!

Наше глобальное сообщество

Emerson Exchange 365

Высказанные здесь мнения являются личными мнениями авторов. Публикуемый здесь контент не прочитывается и не утверждается Emerson до его публикации и не обязательно отражает взгляды и мнения Emerson.

• Отслеживать
• Отслеживать
• Отслеживать
• Отслеживать

Политика конфиденциальности | Политика в отношении файлов cookie | Заявление о защите данных

Что такое система возбуждения?

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ?

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНАЯ ФУНКЦИЯ

Основной функцией системы возбуждения является подача постоянного (постоянного) тока на обмотку возбуждения синхронной машины. Это достигается за счет использования управления с обратной связью (или управления с обратной связью). Современные системы возбуждения также включают в себя функции диагностики для упрощения поиска и устранения неисправностей, протоколы связи для интеграции SCADA и функции ограничения/защиты, гарантирующие, что синхронная машина работает в пределах своей кривой возможностей.

2. ЦЕЛЬ

Назначение системы возбуждения зависит от применения:

• Для синхронных генераторов она отвечает за поддержание постоянного напряжения на клеммах .
• Для синхронных двигателей отвечает за поддержание постоянного коэффициента мощности .

3. ПРИНЦИП РАБОТЫ

Синхронная машина, состоящая из ротора и статора, производит переменный ток, используя принцип электромагнитной индукции. Постоянный ток, проходящий через обмотку возбуждения ротора, создает статическое магнитное поле. Поскольку ротор вращается первичным двигателем (например, гидро- или паровой турбиной), магнитное поле также вращается. Поскольку ротор находится внутри статора, вращающееся магнитное поле создает переменный магнитный поток, пересекая обмотки статора. Этот переменный магнитный поток индуцирует переменные токи в обмотках статора синхронной машины. Система возбуждения необходима, так как без тока возбуждения машина работает без тока возбуждения и, следовательно, в обмотках статора машины не генерируется (индуцируется) напряжение.

ПОНЯТИЯ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

1. ЗАМКНУТЫЙ КОНТУР УПРАВЛЕНИЯ

Системы возбуждения используют замкнутый контур или управление с обратной связью для регулирования выходной мощности машины. При управлении с обратной связью выходной сигнал машины направляется обратно в контроллер и сравнивается с заданным значением, а ошибка между заданным значением и выходным сигналом используется для вычисления реакции системы. Контроллер обычно моделируется как ПИД-, ПИ-регулятор или регулятор опережения-запаздывания.

Контур управления Reivax совместим с Модель ST4C , определенная в IEEE 421.5. Упрощенная версия этого контура управления показана на экране ЧМИ Reivax:

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

Пример схемы полного контура управления показано 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 условиях. условиях и реализованы как дополнения к контуру управления AVR. Ограничители обеспечивают постоянную работу машины в пределах возможностей машины, а функции защиты защищают машину, инициируя отключение. Защитные функции возбуждения обычно дублируются в отдельном блоке реле защиты. Можно отключить функции защиты возбуждения и полагаться только на реле защиты агрегата или можно использовать обе функции защиты, и в этом случае необходимо обеспечить координацию между двумя функциями защиты.

Наиболее распространенные ограничители и их функции приведены ниже:

2.1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПЕРЕВОЗБУЖДЕНИЯ (OEL)

Для систем возбуждения производства Reivax ограничители можно легко настроить с помощью ЧМИ. Упрощенная функция передачи и экран конфигурации для OEL, показанные ниже, соответствуют IEEE 421.5 OEL2C. OEL сконфигурирован как кривая обратной зависимости от времени в соответствии с IEEE/ANSI C50.13.

2.2. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ (ОПВ)

Упрощенная функция передачи и экран конфигурации для UEL показаны ниже. UEL настраивается как кусочно-линейная характеристика в области недовозбуждения (отрицательная реактивная мощность) кривой производительности согласно IEEE 421.5 UEL2C.

3. КООРДИНАЦИЯ ЗАЩИТЫ

Координация между ограничителями, ограничителями оборудования и внешними реле защиты является важным аспектом правильной интеграции системы возбуждения. Как правило, согласование выполняется в рамках исследования защиты или проверки модели, при этом настройки проверяются во время ввода оборудования в эксплуатацию.

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

4. КРИВАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Кривая производительности синхронной машины представляет собой графическое представление рабочих пределов машины. Кривая производительности представляет собой график зависимости активной мощности машины (МВт) от реактивной мощности (МВар). Обычно представлены следующие физические пределы эксплуатации:

• Тепловой предел ротора
• Предел турбины
• Практический предел устойчивости
• Ограничение асинхронного хода

Кроме того, обычно представлены следующие ограничители:

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

Системы возбуждения производства Reivax содержат кривую динамической производительности, которую можно использовать для мониторинга рабочих условий в режиме реального времени. Пример такой кривой возможностей показан ниже.

Кривая возможностей показывает безопасную рабочую область машины, обозначенную зеленым цветом, ограниченную ограничителями и физическими пределами машины. Он также показывает рабочую точку машины с точки зрения активной и реактивной мощности (обе величины показаны в pu).

5. СТАБИЛИЗАТОР СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ (PSS)

Стабилизатор системы питания (PSS) является дополнением к контуру управления системы возбуждения, которое повышает устойчивость системы за счет компенсации низкочастотных (0-5 Гц) колебаний. в системе питания. Это приводит к более стабильной выходной мощности генератора, что может привести к значительной экономии за счет снижения потерь мощности. Стабилизаторы энергосистем обеспечивают превосходную экономическую эффективность и, как было установлено, приносят миллионы долларов ежегодной выгоды для крупных коммунальных предприятий.

Выход PSS добавлен в контур управления AVR. На изображении ниже показан суммирующий переход PSS в том виде, в котором он появляется в передаточной функции системы возбуждения Reivax.

На приведенном ниже графике показана характеристика генератора коммунального масштаба мощностью 32,5 МВт с PSS и без него. Возмущение вводится на 2-й и 12-й секундных отметках. Заметно улучшена переходная и стационарная стабильность. Без ФПС колебания продолжаются около 10 секунд после возмущения, тогда как при включении ФПС они практически сразу затухают.

Reivax PSS совместим с моделями IEEE PSS2A и PSS2B .

ТИПЫ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ

За прошедшие годы в электроэнергетике появились различные типы систем возбуждения. Они подразделяются на две основные категории в зависимости от источника питания: вращающиеся возбудители и статические возбудители.

1. ВРАЩАЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

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

1.1. БЕСЩЕТОЧНЫЙ ВОЗБУЖДАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

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

Ниже показана однолинейная схема вращающегося возбудителя переменного тока.

1.2. ВОЗБУДИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

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

Ниже показана однолинейная схема вращающегося возбудителя постоянного тока.

2. СТАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ – ТЕРМИНАЛ-ФЭД

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

Система статического возбуждения питается от терминала (также называемого питанием от шины), когда питание берется от самой машины через силовой трансформатор напряжения (PPT). Первичная часть PPT подключена к статору машины, а вторичная подает питание на выпрямитель.

Системы статического возбуждения не являются самовозбуждающимися по своей природе, поэтому им требуется внешнее питание для запуска процесса возбуждения и создания достаточного магнитного потока. Этот процесс называется миганием поля .

2.1. ПРЕИМУЩЕСТВА СТАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ

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

• Простая, надежная и экономичная конструкция
• Минимальные требования к обслуживанию
• Высокая производительность и быстрый отклик

2. 2. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Основные компоненты системы статического возбуждения перечислены ниже:

2.2.1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ (АРН)

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

• Выключатели
• Отправка импульсов запуска на мосты
• Реагирование на команды оператора или нарушения сети
• Мониторинг операций ввода-вывода системы и выполнение соответствующих действий в ответ на них
• Поддержание системы возбуждения в пределах безопасности и стабильности за счет использования ограничителей и защит
• Выдача уведомлений в систему SCADA завода при возникновении аномальных условий
• Отключение системы возбуждения при возникновении критического отказа или опасного состояния

Основные элементы АРН:

• Контур управления
• Ограничители
• Стабилизатор силовой установки

Решения по управлению с резервированием широко распространены. В конфигурации с резервированием имеется два регулятора напряжения, один из которых выполняет функции управления, а другой находится в режиме горячего резерва .

2.2.2. СИЛОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Системы статического возбуждения обычно используют силовой выпрямитель, который преобразует переменный ток в постоянный и обеспечивает управляемый ток возбуждения для синхронной машины. Силовые выпрямители обычно используют тиристорную или IGBT-технологию.

Тепловыделение является проблемой для силового выпрямителя. Для мостового охлаждения обычно предоставляются резервные комплекты вентиляторов.

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

2.2.3. ИНТЕРФЕЙС ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Интерфейс преобразователя состоит из всех промежуточных устройств между контроллером и силовым выпрямителем. Он преобразует сигнал управления в импульсы запуска и изолирует управляющую электронику от силовой части.