Схема компаундирования возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения

Скомпенсировать изменение э.д.с. генератора в зависимости от характера тока нагрузки позволяет схема компаундирования возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения (рис. 102).

Рис. 102. Схема компаундирования возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения.

Компаундирование возбуждения машин переменного тока применяется в основном в системах автоматического регулирования напряжения мощных турбо- и гидрогенераторов.

Термин «компаундирование» обозначает автоматическое регулирование тока возбуждения машины в зависимости от тока статора. Этому принципу регулирования тока возбуждения соответствует часть схемы на рис.102 управляемая от трансформатора тока ТА. Эта часть схемыназывается «Схема компаундирования синхронного генератора полным током». Принцип работы этой части схемы изложен выше см. рис.101а. В схему компаундирования входят трансформаторы тока ТА, вторичные обмотки которых включены на промежуточный трансформатор Т, а также выпрямитель VD1, который выпрямляет ток компаундирования перед подачей его в обмотку возбуждения возбудителя LGE. Ток компаундирования Iк без учета коррекции пропорционален Iг.

Вторая часть схемы (рис.102а) питается от трансформатора напряжения TV. Компаундирование в чистом виде по току нагрузки (рис.101а) не может обеспечить достаточно точное поддержание напряжения генератора. Поэтому одновременно с регулированием возбуждения по току статора генератора применяется еще регулирование по напряжению статора. Для введения регулирующего импульса по напряжению трансформатор Т (универсальный трансформатор с подмагничиванием) оснащается еще обмотками 2 и 4 (рис.102а).

Ток в обмотке 2 пропорционален Uг. Фаза тока Iн подобрана так, что ток Iн совпадает по фазе с реактивной слагающей тока генератора. Поэтому при чисто активной нагрузке МДС обмоток 1 и 2 взаимно сдвинуты на 90°, а при чисто реактивной нагрузке генератора они совпадают по фазе. Вследствие этого ток компаундирования при неизменных величинах Iг и Uг получается тем больше, чем ниже cosφ или выше реактивная нагрузка генератора, - это так называемое фазовое компаундирование, которое обеспечивает более точное поддержание напряжения, так как ток компаундирования зависит не только от абсолютного значения тока генератора, но и от cosφ.

Через обмотку 4 подмагничивания Т производится окончательная коррекция тока компаундирования относительно заданного значения Uг при помощи корректора напряжения. В состав корректора напряжения входят измерительные элементы И1 и И2, включаемые в цепь трансформатора напряжения TV через установочный автотрансформатор Т1.

Принцип действия измерительного органа корректора поясняется рис.102,б. Выпрямленный ток I1 на выходе измерительного элемента И1 прямо пропорционален входному напряжению. Поэтому этот элемент называется линейным. Выпрямленный ток I2 на выходе элемента И2, который называется нелинейным, имеет нелинейную зависимость от входного напряжения (рис.102,б). Оба тока I1 и I2 поступают в усилитель У, который реагирует на их разность (Iу=I1-I2) и усиливает ее. Ток выхода корректора поступает в данном случае в обмотку 4 подмагничивания Т.

Из рис.102,б видно, что при снижении напряжения на входе измерительных элементов менее U1 под действием разности токов (I1-I2) ток выхода корректора увеличивается. Корректор поддерживает то напряжение генератора, которое соответствует напряжению U1 на входе измерительных элементов.

С помощью автотрансформатора T1 можно изменять настройку корректора. Рассмотренная схема АРВ относится к группе регуляторов пропорционального действия, реагирующих на отклонение тока статора и напряжения статора генератора.

Устройство компаундирования успешно работает и в аварийных режимах работы генератора, когда напряжение генератора снижается, а ток в обмотке статора значительно возрастает.

Контрольные вопросы к теме «Назначение и виды автоматического регулирования (АРВ)».

1.Для чего синхронные генераторы снабжаются системой АРВ?

2. Как изменится напряжение на шинах синхронного генератора при увеличении тока нагрузки и как на это среагирует схема компаундирования? Поясните на формулах.

3. Как изменится напряжение на шинах синхронного генератора при уменьшении тока нагрузки и как на это среагирует схема компаундирования? Поясните на формулах.

4. Какие токи протекают по обмотке возбуждения синхронного генератора снабжённого схемой компаундирования?

5. Отчего зависит ток компаундирования синхронного генератора и какую роль он играет?

6. Напряжение на шинах синхронного генератора уменьшилось, какие действия произведёт схема компаундирования и каков будет результат в итоге?

7. Напряжение на шинах синхронного генератора увеличилось, какие действия произведёт схема компаундирования и каков будет результат в итоге?

Литература:

Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. “Электрооборудование станций и подстанций”. §§ 2.1.в, г, д.

М.А. Беркович. “Основы автоматики энергосистем”. § 5-1а, б, § 5-2а, б, § 5-3, 5-4.