Возбуждения синхронной машины

Системы возбуждения – это машины и аппараты для получения тока возбуждения и управления им с помощью регулирующих устройств. Системы возбуждения и автоматического регулирования тока возбуждения объединяют в единое целое и называют системой возбуждения (СВ). Системы возбуждения оказывают большое влияние на характер переходных процессов.

Система возбуждения синхронного генератора обычно состоит из возбудителя, подвозбудителя и регулирующих устройств. Упрощённая схема системы возбуждения с электромашинным возбудителем приведена на рис. 6.11. Принципиальные схемы систем возбуждения различаются:

· по конструктивному исполнению возбудителя;

· по виду возбудителя – с самовозбуждением или независимым возбуждением.

Возбудители также делятся электромашинные (содержащие вращающиеся электрические машины), статические (не содержащие вращающихся электрических машин) и комбинированные.

Рис.6.11. Упрощённая схема системы возбуждения:

ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ОВВ – обмотка возбуждения возбудителя; ОВП – обмотка возбуждения подвозбудителя; АРВ – автоматический регулятор возбуждения

В случае возбудителя с самовозбуждением его обмотка возбуждения питается от щёток коллектора самого возбудителя.

В случае электромашинного возбудителя с независимым возбуждением питание его обмотки возбуждения производится от постороннего источника. Таким источником обычно служит подвозбудитель, представляющий собой машину постоянного тока с самовозбуждением.

В настоящее время используются следующие виды регуляторов:

· пропорционального действия, изменяющие ток возбуждения пропорционально отклонению какого-либо параметра режима (например, напряжения);

· сильного действия, реагирующие не только на величину отклонения, но и на его скорость и ускорение.

АРВ пропорционального действия основывается на двух видах компаундирования синхронных генераторов:

· токовом компаундировании, обеспечивающем зависимость тока возбуждения от тока его нагрузки;

· фазовом компаундировании, обеспечивающем зависимость тока возбуждения от величины тока нагрузки и его фазового сдвига относительно напряжения генератора.

Одним из простых и эффективных способов обеспечения надёжности работы синхронной машины при авариях является быстрое повышение её тока возбуждения – форсировка возбуждения. Схема электромашинного возбудителя с самовозбуждением представлена на рис.6.12.

При снижении напряжения ниже заданного уровня (0,8-0,9) ниже установленного уровня измерительный элемент (ИЭ) (рис.6.12, а) замыкает цепь контактора (К), который закорачивает реостат цепи возбуждения возбудителя. Это приводит к увеличению тока возбуждения возбудителя, синхронного генератора и увеличению ЭДС на его зажимах.

Рис.6.12. Схема форсировки возбуждения

Важными требованиями, предъявляемыми к системам возбуждения при форсировке являются:

· необходимое быстродействие, т.е. высокая скорость нарастания напряжения на обмотке ротора в процессе его подъёма от номинального значения до потолочного;

· кратность форсировки возбуждения, определяемая отношением потолочного напряжения на роторе к номинальному.