Требования, предъявляемые к системам возбуждения и АРН

К судовым системам возбуждения СГ предъявляются более жёсткие требования, чем к промышленным. Объясняется это ограниченными мощностями судовых синхронных генераторов, изменениями напряжения и частоты, соизмеримыми с мощностью генераторов нагрузок. Они должны иметь повышенную эксплуатационную надёжность, малые габариты, водозащищённое исполнение, достаточную точность и т.д.

Кроме этого, генерирующие агрегаты с АРН должны вырабатывать электроэнергию требуемого качества и количества. Под этим необходимо понимать, прежде всего, поддержание напряжения и частоты в заданных пределах.

Существующие «Правила класифікації та побудови морських суден» предусматривают следующие требования (том IV, часть XI, 10, 6.2).

1. Каждый генератор переменного тока должен иметь отдельную независимую систему для автоматического регулирования напряжения.

2. Генераторы переменного тока должны иметь системы автоматического регулирования напряжения, которые обеспечивают поддержание напряжения в пределах ±2,5% (аварийные генераторы — до 3,5%) от номинальной при изменении нагрузки от ноля до номинальной при номинальном коэффициенте мощности

3. Генераторы переменного тока должны иметь достаточный резерв возбуждения для поддержания в течение 2 мин, номинального напряжения с точностью 10% при перегрузке генератора током, равным 150% номинального и коэффициенте мощности равном 0,6.

4. Внезапное изменение симметричной нагрузки генератора, включаемого при номинальной частоте вращения и номинальной нагрузке, при имеющемся току и коэффициенте мощности, не должно вызывать понижения напряжения ниже 85% и повышения более 120% от номинального значения. После окончания переходных процессов напряжение генератора должно восстанавливаться в течение не более 1,5 с и с отклонением от номинального значения в пределах ±3%.Для аварийных агрегатов эти значения могут быть увеличены по времени до 5 с и по напряжению до ±4% от номинального. В случае отсутствия точных данных о максимальной внезапной нагрузке, которая включается на уже нагруженный генератор, можно использовать нагрузку величиной 60% номинального тока с индуктивным коэффициентом мощности 0,4 и меньше, которая включается на холостом ходу и потом выключается. При этом частота вращения должна быть в пределах обусловленных в 2.11.3 части IX «Механизмы».

5. Для генераторов переменного тока отклонение от синусоидальной формы напряжения не должно превышать 5% от пикового значения основной гармоники.

6. Генераторы переменного тока, предназначенные для параллельной работы, должны обеспечиваться такой системой компенсации реактивного падения напряжения, чтобы во время параллельной работы распределение реактивной нагрузки между генераторами не отличалась от пропорциональной их нагрузки более, чем на 10% номинальной нагрузки наибольшего генератора.

7. Генераторы переменного тока вместе с системами возбуждения и автоматическими регуляторами напряжения при коротком замыкании должны выдерживать трехразовый номинальный ток в течение времени 2 с.

Автоматический регулятор напряжения работает по принципу отклонения регулируемой величины (напряжения) от заданного значения и состоит из: измерительного органа, усилителя и регулирующего элемента. Применяются различные схемы и устройства АРН: электромагнитные, цифровые и на полупроводниковых элементах. В зависимости от системы возбуждения генератора выходной сигнал АРН поступает на обмотку возбуждения возбудителя F_E1, дополнительную обмотку возбудителя F_E2, на обмотку управления трансформатора фазового компаундирования — обмотку управления ТФК или на обмотку управления дросселя отсоса и т.п.