Форсировка возбуждения синхронных машин

Все генераторы в ЭЭС оснащены системами АРВ, на которые в настоящее время возлагаются следующие функции:

– обеспечение требуемого уровня напряжения на зажимах генератора в установившихся режимах;

– повышение предела передаваемой мощности ЭП за счет поддержания неизменного напряжения в ее начале и компенсации тем самым влияния реактивного сопротивления генераторов;

– обеспечение статической устойчивости и требуемого качества переходных режимов при малых возмущениях за счет обеспечения выбранных с помощью областей СУ параметров АРВ;

– повышение пределов динамической устойчивости и увеличение интенсивности демпфирования больших колебаний.

В системах АРВ функции обеспечения статической и динамической устойчивости разделяются между отдельными блоками, а именно АРВ дополняется специальным устройством релейной форсировки возбуждения (ФВ), вступающим в действие только при больших возмущениях.

При работе ФВ подается большой сигнал на систему возбуждения, чем обеспечивается повышение напряжения возбуждения до потолочного значения .

Штатный комплект ФВ предусматривает реле минимального напряжения, уставка которого обычно составляет 0,8 – 0,9 от .

Эффект от действия АРВ связан с изменением ЭДС генераторов, а следовательно, их электромагнитных мощностей, что впрямую связано с изменением условий устойчивости.

Таким образом, изменение напряжения возбуждения приводит к изменению мощности генератора, оказывая влияние на движение генератора. Это изменение должно регулироваться так, чтобы предотвратить выпадение генератора из синхронизма и обеспечить демпфирование колебаний.

Поскольку колебания в системе обусловлены небалансом мощностей на валу генератора, то для подавления этих колебаний управление ФВ должно проводиться таким образом, чтобы максимально уменьшить этот небаланс. Ток возбуждения, а следовательно, и электромагнитный момент генератора необходимо увеличивать при ускорении ротора и уменьшать при его торможении. Соответствующее такому закону изменение управляющего сигнала (УС) ФВ показано на рис. 4.8. При этом колебания угла будут иметь меньший размах и затухать более интенсивно (штриховая линия).

Рис. 4.8. Синхронные качания в простейшей системе

Приведенный закон управления ФВ не может обеспечить штатный комплект, поэтому в общем случае требуется специальное программное управление ФВ. С помощью ФВ предел ДУ может быть увеличен на 15 %.