O que é um sistema de excitação de gerador

O que é um sistema de excitação de gerador?

Sistema de excitação do gerador A fonte de alimentação que fornece a corrente de excitação do gerador síncrono e seus equipamentos auxiliares são coletivamente chamados de sistema de excitação. Geralmente é composto de duas partes principais: unidade de potência de excitação e regulador de excitação. A unidade de potência de excitação fornece corrente de excitação ao rotor do gerador síncrono; O regulador de excitação controla a saída da unidade de potência de excitação de acordo com o sinal de entrada e os critérios de regulação fornecidos. O regulador de excitação automático do sistema de excitação desempenha um papel importante na melhoria da estabilidade das unidades paralelas do sistema de energia. Em particular, o desenvolvimento de sistemas de energia modernos leva à tendência de redução do limite de estabilidade das unidades e também promove o desenvolvimento contínuo da tecnologia de excitação. O sistema de excitação do gerador síncrono consiste principalmente de duas partes: unidade de potência e regulador (dispositivo).

1. As principais funções do sistema de excitação são:

1) Ajuste a corrente de excitação de acordo com a mudança da carga do gerador para manter a tensão do terminal da máquina no valor fornecido;

2) Controlar a distribuição de potência reativa entre geradores em operação paralela;

3) Melhorar a estabilidade estática da operação paralela dos geradores;

4) Melhorar a estabilidade transitória de geradores operando em paralelo;

5) Quando ocorre uma falha no interior do gerador, o campo magnético é removido para reduzir o grau de perda por falha;

6) Implemente o limite de excitação nominal e o limite de excitação mínima no gerador de acordo com os requisitos operacionais. O sistema de excitação do gerador síncrono possui uma variedade de formas, podendo ser dividido em duas categorias, de acordo com o modo de alimentação, em excitação separada e excitação autoexcitada.

Dois. Várias maneiras para os geradores obterem corrente de excitação

1. Modo de excitação da fonte de alimentação do gerador CC:

Este tipo de gerador de excitação possui um gerador CC especial, denominado excitador CC. O excitador é geralmente coaxial com o gerador. O enrolamento de excitação do gerador é obtido através de um anel deslizante instalado no eixo grande e uma escova fixa do excitador. Este modo de excitação apresenta as vantagens de corrente de excitação independente, operação confiável e redução do consumo de eletricidade para uso próprio, entre outras. É o principal modo de excitação de geradores nas últimas décadas e possui uma experiência operacional mais madura. A desvantagem é que a velocidade de regulação da excitação é lenta e a carga de trabalho de manutenção é grande, sendo raramente utilizado em unidades acima de 10 MW.

2. Modo de excitação da fonte de alimentação do excitador CA:

Alguns geradores modernos de alta capacidade utilizam excitadores CA para fornecer corrente de excitação. O excitador CA também é instalado no eixo principal do gerador, e sua corrente alternada de saída flui através do retificador para fornecer a excitação do rotor do gerador. Neste momento, o modo de excitação do gerador pertence ao outro modo de excitação e, devido ao dispositivo retificador estático, também conhecido como excitação estática, o excitador secundário CA fornece corrente de excitação. O excitador secundário CA pode ser uma máquina de ímã permanente ou um alternador com um dispositivo de tensão constante autoexcitado. Para melhorar a velocidade de regulação da excitação, o excitador CA geralmente utiliza um gerador de frequência intermediária de 100-200 Hz, e o excitador secundário CA utiliza um gerador de frequência intermediária de 400-500 Hz. O enrolamento de excitação CC e o enrolamento CA trifásico deste gerador são enrolados na ranhura do estator, enquanto o rotor possui apenas dentes e ranhuras, sem enrolamento, como uma engrenagem. Portanto, não possui escovas, anéis coletores e outras peças de contato rotativas, apresentando funcionamento confiável, estrutura simples, processo de fabricação conveniente e outras vantagens. A desvantagem é que o ruído é maior e a componente harmônica do potencial CA também é maior.

3. Modo de excitação sem excitatriz:

No modo de excitação, não é instalado um excitador especial, e a potência de excitação é obtida do próprio gerador, que é então excitado após a retificação, o que é chamado de excitação estática autoexcitada. A excitação estática autoexcitada pode ser dividida em duas formas: excitação autodesviada e excitação autocomposta. O modo de excitação autodesviada obtém a corrente de excitação através do transformador retificador conectado à saída do gerador e fornece a excitação do gerador após a retificação. Este modo de excitação tem as vantagens de junção simples, menos equipamentos, menos investimento e menos trabalho de manutenção. O modo de excitação autocomposta não só não possui transformador retificador, como também possui um transformador de corrente de alta potência em série no circuito do estator do gerador. A função do transformador é fornecer uma corrente de excitação maior ao gerador quando ocorre um curto-circuito, de modo a compensar a deficiência da saída do transformador retificador. Este modo de excitação tem duas fontes de energia excitantes, a fonte de energia de tensão obtida pelo transformador retificador e a fonte de corrente obtida pelo transformador série.

Iii. Características relacionadas à corrente de excitação e ao gerador

1, regulação de tensão

O sistema de excitação com regulação automática pode ser considerado um sistema de controle por realimentação negativa com tensão como grandeza regulada. A corrente de carga reativa é a principal causa da queda da tensão terminal do gerador. Quando a corrente de excitação é constante, a tensão terminal do gerador diminui com o aumento da corrente reativa. No entanto, para atender aos requisitos de qualidade de energia dos usuários, a tensão terminal do gerador deve permanecer basicamente inalterada, e a maneira de atingir esse requisito é ajustar a corrente de excitação do gerador com a variação da corrente reativa.

2, regulação de potência reativa:

Quando o gerador opera em paralelo com o sistema, pode ser considerado como operando com a barra de barramento da fonte de alimentação de capacidade infinita. Para alterar a corrente de excitação do gerador, o potencial induzido e a corrente do estator também mudam, e a corrente reativa do gerador também muda. Quando o gerador opera em paralelo com o sistema de capacidade infinita, a corrente de excitação do gerador deve ser ajustada para alterar a potência reativa do gerador. Nesse caso, a alteração da corrente de excitação do gerador não é o que normalmente é chamado de "regulação de tensão", mas apenas altera a potência reativa alimentada ao sistema.

3, distribuição de carga reativa:

Os geradores operando em paralelo distribuem a corrente reativa proporcionalmente de acordo com sua capacidade nominal. Geradores de grande capacidade devem suportar mais carga reativa, enquanto geradores de menor capacidade devem fornecer menos carga reativa. Para realizar a distribuição automática da carga reativa, a corrente de excitação do gerador pode ser alterada pelo dispositivo de excitação com regulação automática de alta tensão para manter a tensão terminal inalterada, e a inclinação da característica de regulação da tensão do gerador pode ser ajustada para realizar a distribuição adequada da carga reativa do gerador operando em paralelo.

Método de ajuste automático da corrente de excitação

Ao alterar a corrente de excitação do gerador, geralmente não é realizado diretamente em seu circuito do rotor, porque a corrente no circuito é muito grande, não é fácil ajustá-lo diretamente, e o método geralmente usado é alterar a corrente de excitação do excitador para atingir o objetivo de ajustar a corrente do rotor do gerador. Os métodos comuns incluem alterar a resistência do circuito de excitação do excitador, alterar a corrente de excitação adicional do excitador, alterar o ângulo de ativação do tiristor, etc. Aqui falamos principalmente sobre o método de alterar o ângulo de ativação do tiristor, que é de acordo com as mudanças de tensão, corrente ou fator de potência do gerador, e correspondentemente altera o ângulo de ativação do retificador do tiristor, de modo que a corrente de excitação do gerador será alterada. Este dispositivo é geralmente composto por transistores, componentes eletrônicos do tiristor, com sensibilidade, rapidez, sem zona de falha, grande potência de saída, tamanho pequeno e peso leve e outras vantagens. Em caso de acidente, a sobretensão do gerador pode ser efetivamente suprimida e o campo magnético pode ser rapidamente eliminado. O dispositivo de excitação de regulação automática é geralmente composto por uma unidade de medição, uma unidade de sincronização, uma unidade de amplificação, uma unidade de ajuste, uma unidade de estabilização, uma unidade limitadora e algumas unidades auxiliares. O sinal medido (como tensão, corrente, etc.) é comparado com o valor fornecido após ser transformado pela unidade de medição, e então o resultado da comparação (desvio) é amplificado pela unidade de pré-amplificação e pela unidade de amplificação de potência, sendo usado para controlar o ângulo de ativação do tiristor para atingir o objetivo de ajustar a corrente de excitação do gerador. A função da unidade de sincronização é sincronizar a saída do pulso de disparo da parte de deslocamento de fase com a fonte de alimentação de excitação CA do retificador do tiristor para garantir o disparo correto do silício controlado. A função da unidade de ajuste diferencial é fazer com que os geradores funcionem em paralelo para distribuir a carga reativa de forma estável e razoável. A unidade de estabilidade é uma unidade introduzida para melhorar a estabilidade do sistema de energia. A unidade de estabilização do sistema de excitação é usada para melhorar a estabilidade do sistema de excitação. A unidade limitadora é projetada para evitar que o gerador opere em condições de superexcitação ou subexcitação. É importante ressaltar que nem todos os tipos de dispositivos de excitação com regulação automática possuem as unidades mencionadas acima, e as unidades de um dispositivo regulador estão relacionadas às tarefas específicas que realizam.

Para mais perguntas sobre o grupo gerador, entre em contato com a equipe da Beidou Power. Com mais de dez anos de experiência profissional em produção e vendas de equipamentos de geração de energia, contamos com uma equipe de engenheiros altamente qualificada para atendê-lo. Escolher a Beidou Power é escolher, fique tranquilo. Agradecemos a visita técnica da fábrica.