Как возбуждается генератор: HydroMuseum – Возбуждение генератора

HydroMuseum – Возбуждение генератора

Возбуждение генератора. Система возбуждения генератора (электромагнитное возбуждение) создаёт МДС, которая наводит в магнитной системе машины магнитное поле, обеспечивающее процесс образования электроэнергии. На генераторах первого поколения для питания обмотки возбуждения применялись специальные генераторы постоянного тока (возбудители), обмотка возбуждения которых получала питание постоянным током от другого генератора (подвозбудителя). Ротор главного генератора и якоря возбудителя и подвозбудителя располагаются на одном валу и вращаются синхронно. Ток возбуждения подаётся в обмотку возбуждения главного генератора через графитовые щётки и контактные кольца ротора.

Для регулирования тока возбуждения в прежних конструкциях применялись регулировочные реостаты, которые включаются в цепи возбуждения возбудителя и подвозбудителя.

В последних конструкциях генераторов, в особенности на мощных и сверхмощных, применялись системы независимого возбуждения с достаточно мощными вспомогательными генераторами переменного тока и выпрямителями, а также системы самовозбуждения.

В качестве выпрямителей использовались ртутные выпрямители (ионная система возбуждения), а в последнее время получили всеобщее распространение тиристорные системы возбуждения — безинерционные системы, которые экономичнее и надёжнее, а по сравнению с ионными имеют и бесспорное экологическое преимущество.

Рис. 1 Структурные схемы самовозбуждения синхронных генераторов: а) ─ система самовозбуждения; б) ─ схема автоматической системы самовозбуждения. 1 ─ генератор; 2 ─ обмотка возбуждения; 3 ─ тиристорный преобразователь; 4 ─ выпрямительный трансформатор; 5 ─ автоматический регулятор возбуждения; 6 ─ трансформатор напряжения; 7 ─ трансформатор тока; 8 ─ устройства релейной защиты.

На рис. 1 а) изображена схема самовозбуждения, в которой энергия для возбуждения отбирается от обмотки статора генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный тиристорный преобразователь (3) преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счёт остаточного магнетизма полюсов генератора.

На рис. 1. б) изображена схема автоматической системы самовозбуждения генератора (1) с выпрямительным трансформатором (4) и тиристорным преобразователем (3), через которые ток статора генератора после преобразования в постоянный ток подаётся в обмотку возбуждения. На вход автоматического регулятора возбуждения (АРБ, 5) поступают сигналы напряжения генератора от измерительного трансформатора напряжения (6) и тока нагрузки генератора от измерительного трансформатора тока (7). Схема содержит устройства защиты (8), которые обеспечивают защиту обмотки возбуждения (2) и тиристорного преобразователя от перенапряжения и токовой перегрузки.

Автоматическое регулирование возбуждения заключается в автоматическом изменении силы тока возбуждения генератора с целью обеспечения требующегося ему значения ЭДС при нормальном и аварийном режимах в электрической сети.

Регулятор АРБ характеризуется быстродействием, Т.е. способностью резко и существенно увеличивать ток и напряжение возбуждения; этот процесс называется форсировкой возбуждения.

Например, у АРБ генераторов Саяно-Шушенской ГЭС время нарастания напряжения возбуждения от номинального до максимального значения составляет не более 0,04 с. Кратность форсировки возбуждения составляет: по напряжению 3, по току 2.

Кратностью форсировки называется отношение наибольшего установившегося значения напряжения (тока) возбуждения к номинальному напряжению (току) возбуждения.

Разберемся как возбудит генератор напрямую без аккумулятора

Многих автомобилистов интересует, как можно возбудить генератор напрямую, без использования аккумулятора. Это нужно тем, кто часто ездит на большие расстояния, а автомобиль без зарядки АКБ от генератора проработает не дольше пары часов. Ниже рассмотрим, как это сделать.

Содержание

1. Немного об эффекте возбуждения
2. Схема генератора
3. Как возбудить генератор
4. Основные неисправности генератора
5. Как проверить генератор при помощи лампочки и мультиметра
6. Вывод

Немного об эффекте возбуждения

Напряжение, формируемое генератором при разных оборотах работы мотора, регулируется обмотками возбуждения. Сила тока поддерживается на постоянном напряжении в пределах 13.8-14.2 В. Для обеспечения питанием всех систем автомобиля, в нем предусмотрен регулятор напряжения (РН). Устройство размещается внутри генератора и встречается как в отечественном автопроме, так и на машинах зарубежного производства. В народе его называют шоколадкой либо таблеткой.

Генератор соединяется с аккумуляторной батареей плюсовым выводом «30» (часто встречается название «плюс», «В» или «ВАТ»). Зажим с отрицательным потенциалом обозначается как «31» (встречается название «D» и «В-»). Контакт от «шоколадки», который используется для подачи напряжения от сети автомобиля после включения зажигания, обозначается как вывод «15» («S»). Контакт для подачи питания на индикатор зарядки отмечается как «61» («D+»).

Прекращение подзарядки аккумулятора от генератора, в большинстве случаев, указывает на выход из строя «таблетки». Но не стоит расстраиваться, ведь в таком случае можно подать напряжение на обмотки возбуждения и добраться до ближайшего магазина либо автосервиса. Итак, чтобы не разрядить батарею в ноль, потребуется отсоединить «таблетку», а после возбудить генератор.

Схема генератора

Чтобы суметь в нужный момент возбудить генератор, без применения аккумулятора, следует внимательно изучить схему и принцип действия разных модификаций агрегатов. Важным моментом является понимание того, для чего он нужен вообще и какие именно функции выполняет.

Говоря простым языком генератор – это устройство, которое служит для преобразования механической энергии в электрическую. Он обеспечивает питанием все потребители электрического тока в автомобиле и подзаряжает АКБ во время работы двигателя. Размещается он в передней части мотора, а работает за счет кривошипного вала. На «гибридах» генератор используется как стартер. Однако такая схема иногда встречается и на авто с двигателем внутреннего сгорания, имеющих систему «стоп-старт».

Исходя из этого можно сделать вывод, что генераторы бывают двух типов, отличающихся по конструкции. Главное их различие заключается в том, как располагается выпрямительный блок, приводной шкив и вентилятор. Помимо этого, генераторы имеющие разную схему, отличаются и габаритными размерами. Основные параметры, независимо от типа, остаются одинаковыми – все они имеют в конструкции ротор (индуктор), статор и т.д.

Ниже приведена схема генератора отечественного производства. Встречается он практически на всех моделях авто нашего производства.

А это более современная схема, часто встречается на ВАЗ от «восьмерки» и выше.

Теперь рассмотрим схему подключения генератора и как он работает.

Основная задача, которую выполняет ротор генератора – создает магнитополе. В этих целях вал имеет обмотку возбудителя (или ВО). Он располагается на выступах «плюсовых» половинок. На валу тоже имеется контактная группа, которая состоит из двух медных ободков. По ним проходит напряжение на обмотку возбуждения, для этого они припаиваются к контактам ВО.

Важно! Иногда встречаются кольца из других металлов, например латунь либо сталь.

Помимо этого, на вал устанавливаются и крыльчатка вентилятора. Там же крепится и приводной шкив (ВПД). Еще одним важным узлом ротора является подшипник.

Относительно функций статора – он преобразовывает постоянное напряжение в переменное и состоит из металлического сердечника набранного из пластинок и обмотки. Статор имеет 46 специальных пазов, в которые укладывается обмотка. Он позволяет разместить в себе три обмотки, благодаря чему можно получить трехфазное соединение.

Выпрямительный блок служит для преобразования тока, который производится генератором из переменного в постоянный для последующей подачи его на потребители. Блок состоит из шести полупроводниковых диодов, на каждую фазу по два – плюс и минус генератора.

Щетки нужны для передачи вырабатываемого тока на кольца возбудителя. Состоят они из графитового элемента, щеточек, пружин для удержания и поджима. На современных генераторах этот узел совмещен с регулятором в единое целое.

«Шоколадка» необходима для поддержания токов генератора в заданных значениях. Сегодня можно встретить электронные либо гибридные регуляторы. В гибридном исполнении в схеме имеются радиодетали и электроприборы. В электронных – части выполнены при помощи технологий ТМТ.

Привод генератора работает благодаря вращениям ременной передачи. Это придает такую же скорость вращения и индуктору, что и требуется для его нормальной работы.

Отсюда в большинстве моделей генераторов обмотка возбуждения подключена отдельной группой, которая состоит из двух полупроводниковых диодов. Диодная схема чаще называется выпрямителем, и препятствует перетеканию тока из аккумулятора обратно по цепи в генератор при стоячем двигателе.

Стоит знать. При соединении обмотки схемой «звездочка» на нулевой вывод устанавливается два дополнительных силовых диода, это позволяет повысить мощность генератора на 15 %. Выпрямительный блок устанавливается на генератор с помощью припайки либо фиксируется механическим способом.

Регулятор является крайне важной деталью в схеме генератора, он отвечает за стабилизацию напряжения при изменениях частоты вращения кривошипного вала. Этот процесс полностью автоматический и проходит путем воздействия на обмотку возбуждения. То есть регулятор отвечает за частоту напряжения и длительность импульсов.

Интересно. Регулятор изменяет силу тока, которая подается на аккумулятор благодаря термокомпенсации напряжения. Проще говоря, чем теплее, тем меньше тока поступает на АКБ.

Как возбудить генератор

Что же потребуется для возбуждения генератора. Как упоминалось ранее следует первым делом снять «шоколадку», так как причина поломки кроется в ней. Затем соединяются плюсовые контакты на обоих устройствах, а минусовые в регуляторе разрезается и соединяется с «массой» щеток.

На клемме «30» генератора заизолировать провод. К выводной цепи «15» подключить индикатор не менее 15 Ватт. Это относится к генераторам серии Г222. На других моделях агрегатов возбуждение проводится способом подключения к выводу «В».

Схема самовозбуждения генератора.

 

На схеме отмечены диоды, которые бывают только на современных типах генераторов, на более ранних версиях их нет. Правильнее сказать, что схема в которой нет этих диодов – классическая, с ними – более новая.

У некоторых моделей генераторов якоря имеют в конструкции щетки. Их тоже нужно снять, а таблетку высверлить. Один из контактов подключается к плюсу якоря через диод, второй – к минусу.

Ток начинает поступать не сразу, а только после набора определенного числа оборотов. Исходя из показаний тахометра можно определить, что подача пойдет только после 4 тыс. оборотов в минуту. То есть разгоняем двигатель до 4 000 появляется напряжение, сбрасываем обороты до 1 000 напряжение пропадет. Это и есть принцип выработки тока при самовозбуждении.

Некоторые марки авто имеют малооборотистую силовую установку. В таком случае для увеличения начально скорости вращения придется что-то проделать со шкивом. На обычных моторах проблем возникнуть не должно.

Разбираем далее. Важно знать, что на выходе генератора мы получим не 12 В. При отсутствии регулятора (таблетки) агрегат выдаст все, что сможет в зависимости от оборотов, временами даже до 30 В. Например, при старте этот показатель подпрыгивает до 36 В. Увидеть это можно, подключив лампу под соответствующее напряжение на вывода генератора. А после, постепенно падает до 20 вольт.

Конечно, схему можно и доработать. Например, путем добавления конденсатора на плюсовый провод идущий к якорю. Это нужно для того, чтобы при снижении числа оборотов мотора не падало напряжение. Качественный конденсатор также будет не лишним на выходе, это обеспечит сглаживание первого скачка напряжения и регулирование последующих спадов.

Собирая такую схему стоит помнить о выдаче большого напряжения. Оно значительно выше нормальных 12 В, поэтому существует опасность спалить лампочку, ЭБУ и другую электронику автомобиля.

Помните! При работе от самовозбуждения генератор будет передавать всю выделяемую электроэнергию, которую сможет выработать, а это может вызвать сильный перегрев и самого агрегата. Небольшая перегрузка и можно идти за новым агрегатом. Соответственно применять такой способ рекомендуется только в случае крайней необходимости.

Основные неисправности генератора

Рассмотрим наиболее распространенные неисправности, характерные для автомобильного генератора:

1. Обрывы электроцепей, короткие замыкания и другие повреждения. Чтобы диагностировать такой дефект, необходимо проверить силу тока и показатель напряжения на выходных контактах агрегата. Исходя из полученной информации принимается решение о дальнейших действиях.
2. Также автомобилисты часто встречаются с такой неисправностью, как чрезмерно изношенные графитовые щетки, регулятор напряжения либо диодный мост. Любую изношенную и вышедшую из строя деталь следует заменить на новую. Что касается регулятора, то как упоминалось выше, он обеспечивает оптимальную подзарядку автомобильного аккумулятора исходя из температуры в моторном отсеке. Другими словами, устройство в автоматическом режиме определяет нужное напряжение для батареи в данных условиях. В некоторых моделях генераторов встречается ручное переключение режимов в зависимости от времени года. В таком случае низкие температуры не окажут негативного влияния на работу устройства. О выходе из строя реле, просигнализируют перепады напряжения в системе – это может быть слабый свет фар во время езды, которые загораются ярче при увеличении оборотов двигателя.
3. Неисправные подшипники. В случае поломки этого элемента появятся посторонние повышенные шумы, хотя такой же симптом наблюдается и при плохой смазке узла.
4. Шумы и вой. В случае обнаружения таких признаков, необходимо провести проверку сепараторных элементов, дорожек качения, контактные кольца на наличие проворотов. Такие симптомы также могут говорить и о возможном возникновении межвиткового замыкания обмотки статорного элемента либо тягового реле. В любом случае при выявлении посторонних шумов во время работы генератора рекомендуется провести тщательную диагностику состояния контактов.
5. Рабочая температура генератора иногда может достигать 90 С, однако в случае явного перегрева, необходимо немедленно проверить работоспособность диодного моста.
   Помимо этого, следует определить не перегружена ли бортовая сеть автомобиля дополнительными приборами и сторонними устройствами. В случае критического повышения температур первым делом потемнеет изоляция обмотки статора, в худшем случае она может даже расплавиться.
6. Сильный износ ремня генератора. При чрезмерном износе ремень агрегата может попросту порваться, что ведет к его неправильной работе в целом. То есть в таком случае на все потребители будет расходоваться электроэнергия из аккумуляторной батареи авто. В случае обрыва ремня генератор перестает выполнять свои функции, а значит у водителя есть совсем немного времени, чтобы доехать до ближайшего автосервиса или СТО. На такой дефект могут указать перепады напряжения в бортовой сети машины. В таком случае следует проверить ремень на целостность, внимательно осмотреть его поверхность на наличие трещит, надрывав, расслоений и других механических повреждений. В случае их обнаружения его рекомендуется заменить сразу.

При обнаружении любого дефекта лучше сразу заняться его устранением самостоятельно либо обратиться в автосервис. В противном случае вы рискуете наткнуться на более дорогостоящий ремонт.

Как проверить генератор при помощи лампочки и мультиметра

Проверка работоспособности генератора возможна несколькими способами, для этого потребуется применять определенные методы – это может быть замер тока отдачи генератора, падения напряжения на проводах, соединяющих токовый вывод генератора с аккумулятором либо проверка регулируемого напряжения.

Для диагностики понадобится мультиметр, аккумуляторная батарея и лампочка с припаянными на ее контакты проводами, провода для соединения генератора с аккумулятором, а также можно взять дрель с определенной головкой – она возможно понадобится для прокрутки ротора через гайку шкива.

Схема подключения выглядит следующим образом: выходная клемма «B+» и ротор D+. Лампа врезается между выходом генератора и контактом D+. Затем силовыми проводами соединяются «минус» на аккумуляторе с массой генератора. «Плюс» от АКБ соответственно с плюсом генератора и выводом B+. Конструкция надежно закрепляется в тисках и подключается.

Мультиметр переводится в режим измерения постоянного напряжения, один щуп подключается к «плюсу» аккумулятора, а второй к «минусу». Если все исправно, то загорится лампа, а напряжение должно быть 12.4 вольта.

Затем, при помощи дрели крутиться генератор. В этот момент лампа должна погаснуть, а напряжение вырасти до 14.9 В. Затем добавляется нагрузка – для этой цели можно использовать галогенную лампочку Н4. Он также вешается на клеммы АКБ, после чего должна загореться.

Далее опять дрелью проворачивается генератор. Вольтметр должен фиксировать напряжение уже 13.9 вольт. Без дрели аккумулятор должен выдавать напряжение примерно 12.2 вольта. Если этого не происходит или показания сильно отличаются, значит генератор неисправен.

Вывод

Возбудить генератор без использования аккумулятора не так сложно, главное соблюдать последовательность и правильность действий. Не забывайте, что с отключенным регулятором агрегат выдает большее напряжение, поэтому не стоит давать большие обороты иначе можно сжечь бортовую электронику. Применяйте метод в случае крайней необходимости.

Генераторы электростанций

: что такое возбуждение?

Мохаммад АБ

Мохаммад АБ

Старший технический инспектор/менеджер проекта/инспектор качества и экспедитор

Опубликовано 23 ноября 2015 г.

+ Подписаться

Электрогенераторы работают по принципу электромагнитной индукции Фарадея. Существенной частью этого принципа является магнитное поле. Магнитное поле создается источником питания постоянного тока от возбудителя, который является частью системы генератора. Читайте дальше.

Основным требованием для производства электроэнергии по основному принципу является наличие магнитного поля. Генератор при производстве электроэнергии также должен производить его при постоянном напряжении, чтобы электрическая система работала должным образом. Управление магнитным полем управляет выходным напряжением генератора.

Как создать и контролировать это магнитное поле в большом генераторе?

Ротор или катушки возбуждения в генераторе создают магнитный поток, необходимый для производства электроэнергии. Ротор представляет собой вращающийся электромагнит, которому требуется источник постоянного тока (постоянного тока), чтобы

возбуждать магнитное поле. Эта мощность поступает от возбудителя .

Возбудитель постоянного тока

В прошлом возбудитель представлял собой небольшой генератор постоянного тока, соединенный с тем же валом, что и ротор. Следовательно, когда ротор вращается, этот возбудитель вырабатывает энергию для электромагнита. Управление выходом возбудителя осуществляется путем изменения тока возбуждения возбудителя. Этот выходной сигнал выходного устройства затем управляет магнитным полем ротора, чтобы обеспечить постоянное выходное напряжение генератора. Этот постоянный ток подается на ротор через контактные кольца.

Статический возбудитель

В современных генераторах возбудители являются статическими. Мощность постоянного тока для электромагнита поступает от самого выхода основного генератора. Ряд мощных тиристоров выпрямляют переменный ток для получения постоянного тока, который подается на ротор через токосъемные кольца. Это устраняет проблемы с эксплуатацией и обслуживанием, связанные с наличием другой вращающейся машины. Статические возбудители обеспечивают лучший контроль выходной мощности, чем электромеханическое управление.

Во время запуска, когда нет выходного сигнала от генератора, большой блок батарей обеспечивает необходимую мощность для возбуждения.

 

Бесщеточный возбудитель

Другим методом является бесщеточная система. В этой системе якорь возбудителя находится на самом валу ротора. Выход постоянного тока этого якоря после выпрямления твердотельными устройствами поступает на катушки ротора. Поскольку якорь и ротор находятся на одном вращающемся валу, это устраняет необходимость в контактных кольцах. Следовательно, это снижает требования к техническому обслуживанию и эксплуатации и, таким образом, повышает надежность.

• Руководство по процессам и технологиям производства стали

  8 ноября 2017 г.

• Испытание на водородное растрескивание — испытание HIC

  5 ноября 2017 г.

  

• Резьба обсадной колонны, соединения API OCTG

  25 июля 2017 г.

• Сертификат проверки (COI) / Сертификат проверки (IC)

  29 июня 2016 г.

• Система промышленного контроля — IIS

  29 июня 2016 г.

• Как работает направленное бурение?

  19 июня 2016 г.

  

• Трубная продукция Oil Country (OCTG)

  21 мая 2016 г.

• Знакомство с международными ассоциациями стандартизации

  21 мая 2016 г.

• Материалы — Эффекты и экономическое влияние коррозии

  16 мая 2016 г.

• Введение в клапаны (клапаны промежуточного типа)

  16 мая 2016 г.

  

Увидеть все

Что такое система возбуждения?

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ?

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНАЯ ФУНКЦИЯ

Основная функция системы возбуждения заключается в подаче 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. УПРАВЛЕНИЕ С ЗАМКНУТЫМ КОНТУРОМ

Системы возбуждения используют управление с обратной связью или обратной связью для регулирования производительности 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 изучения защиты или проверки модели, при этом настройки проверяются во время ввода оборудования в эксплуатацию.

Во время ввода в эксплуатацию OEL рисуется таким образом, что он перекрывает 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 включают 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 реакция 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

Вращающиеся системы возбуждения имеют 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. СИСТЕМЫ СТАТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ – ТЕРМИНАЛ-ФЭД

В системах статического 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 внешний источник питания 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 системы питания

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

В системах статического возбуждения обычно используется 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.