Що таке система збудження генератора

Що таке система збудження генератора?

Система збудження генератора. Джерело живлення, яке подає струм збудження синхронного генератора, та його допоміжне обладнання разом називають системою збудження. Вона зазвичай складається з двох основних частин: блоку живлення збудження та регулятора збудження. Блок живлення збудження подає струм збудження на ротор синхронного генератора; регулятор збудження керує вихідним сигналом блоку живлення збудження відповідно до вхідного сигналу та заданих критеріїв регулювання. Автоматичний регулятор збудження системи збудження відіграє важливу роль у підвищенні стабільності паралельних блоків енергосистеми. Зокрема, розвиток сучасних енергосистем призводить до тенденції зниження межі стабільності блоків, а також сприяє постійному розвитку технології збудження. Система збудження синхронного генератора в основному складається з двох частин: блоку живлення та регулятора (пристрою).

1. Основні функції системи збудження:

1) Відрегулюйте струм збудження відповідно до зміни навантаження генератора, щоб підтримувати напругу на клемах машини на заданому рівні;

2) Керувати розподілом реактивної потужності між генераторами, що працюють паралельно;

3) Покращення статичної стійкості паралельної роботи генераторів;

4) Покращення перехідної стійкості генераторів, що працюють паралельно;

5) У разі несправності всередині генератора магнітне поле видаляється, щоб зменшити ступінь втрат від несправності;

6) Застосуйте номінальну межу збудження та малу межу збудження генератора відповідно до експлуатаційних вимог. Система збудження синхронного генератора має різні форми, залежно від режиму живлення її можна розділити на дві категорії: з окремим типом збудження та з самозбудженням.

2. Кілька способів отримання струму збудження генераторами

1. Режим збудження джерела живлення генератора постійного струму:

Цей тип генератора збудження має спеціальний генератор постійного струму, який називається збудником постійного струму. Збудник, як правило, співвісний з генератором, обмотка збудження генератора проходить через контактне кільце, встановлене на великому валу, та закріплена щітка від збудника для отримання постійного струму. Цей режим збудження має переваги незалежного струму збудження, надійної роботи та зменшення споживання електроенергії на власний розсуд тощо. Він є основним режимом збудження генераторів протягом останніх десятиліть та має більш зрілий досвід експлуатації. Недоліком є ​​низька швидкість регулювання збудження та велике робоче навантаження на обслуговування, тому він рідко використовується в блоках потужністю понад 10 МВт.

2. Режим збудження джерела живлення збудника змінного струму:

Деякі сучасні генератори високої потужності використовують збудник змінного струму для забезпечення струму збудження. Збудник змінного струму також встановлений на головному валу генератора, і його вихідний змінний струм протікає через випрямляч для збудження ротора генератора. У цей час режим збудження генератора належить до іншого режиму збудження, і через статичний випрямляч його також називають статичним збудженням. Вторинний збудник змінного струму забезпечує струм збудження. Вторинний збудник змінного струму може бути машиною на постійних магнітах або генератором змінного струму з самозбуджуючимся пристроєм постійної напруги. Для покращення швидкості регулювання збудження збудник змінного струму зазвичай використовує генератор проміжної частоти 100-200 Гц, а вторинний збудник змінного струму використовує генератор проміжної частоти 400-500 Гц. Обмотка збудження постійного струму та трифазна обмотка змінного струму цього генератора намотані в паз статора, ротор має лише зубці та пази без обмотки, як шестерня, тому він не має щіток, контактних кілець та інших обертових контактних частин, має надійну роботу, просту конструкцію, зручний процес виробництва та інші переваги. Недоліком є ​​те, що шум більший, а гармонійна складова потенціалу змінного струму також більша.

3. Режим збудження без збудника:

У режимі збудження не встановлюється спеціальний збудник, а потужність збудження отримується від самого генератора, після чого збуджується сам генератор після випрямлення, що називається самозбуджуючим статичним збудженням. Самозбуджуюче статичне збудження можна розділити на два способи: самошунтуюче збудження та самоскладене збудження. У режимі самошунтуючого збудження струм збудження отримується через випрямний трансформатор, підключений до виходу генератора, і після випрямлення подає збудження генератора. Цей режим збудження має переваги простого з'єднання, меншої кількості обладнання, менших інвестицій та менших робіт з технічного обслуговування. Режим самоскладеного збудження не тільки не має випрямного трансформатора, але й має потужний трансформатор струму, послідовно з'єднаний у петлі статора генератора. Функція трансформатора полягає в забезпеченні більшого струму збудження генератора при короткому замиканні, щоб компенсувати дефіцит вихідної потужності випрямного трансформатора. Цей режим збудження має два джерела живлення збудження: джерело напруги, отримане випрямним трансформатором, і джерело струму, отримане послідовно з'єднаним трансформатором.

Iii. Характеристики, пов'язані з генератором та струмом збудження

1, регулювання напруги

Систему автоматичного регулювання збудження можна розглядати як систему керування з негативним зворотним зв'язком, де регульованою величиною є напруга. Струм реактивного навантаження є основною причиною падіння напруги на клемах генератора. Коли струм збудження постійний, напруга на клемах генератора зменшуватиметься зі збільшенням реактивного струму. Однак, щоб задовольнити вимоги користувачів щодо якості електроенергії, напруга на клемах генератора повинна залишатися практично незмінною, і спосіб досягнення цієї вимоги полягає в регулюванні струму збудження генератора залежно від зміни реактивного струму.

2, регулювання реактивної потужності:

Коли генератор працює паралельно з системою, його можна розглядати як працюючий з шинною системою джерела живлення з нескінченною потужністю. Для зміни струму збудження генератора також змінюються індукований потенціал і струм статора, а також змінюється реактивний струм генератора. Коли генератор працює паралельно з системою з нескінченною потужністю, струм збудження генератора необхідно регулювати, щоб змінити реактивну потужність генератора. У цьому випадку зміна струму збудження генератора не є тим, що зазвичай називають «регулюванням напруги», а лише змінює реактивну потужність, що подається в систему.

3, розподіл реактивного навантаження:

Паралельно працюючі генератори розподіляють реактивний струм пропорційно відповідно до їхньої номінальної потужності. Генератори великої потужності повинні витримувати більше реактивне навантаження, тоді як генератори меншої потужності повинні забезпечувати менше реактивне навантаження. Для реалізації автоматичного розподілу реактивного навантаження струм збудження генератора може бути змінений пристроєм збудження з автоматичним регулюванням високої напруги, щоб напруга на клемах залишалася незмінною, а нахил характеристики регулювання напруги генератора може бути регульований для реалізації розумного розподілу реактивного навантаження паралельно працюючого генератора.

Метод автоматичного регулювання струму збудження

Зміна струму збудження генератора, як правило, не здійснюється безпосередньо в його контурі ротора, оскільки струм у контурі дуже великий, його нелегко безпосередньо регулювати, і зазвичай використовується метод зміни струму збудження збудника для досягнення мети регулювання струму ротора генератора. Поширені методи включають зміну опору кола збудження збудника, зміну додаткового струму збудження збудника, зміну кута увімкнення тиристора тощо. Тут в основному йдеться про метод зміни кута увімкнення тиристора, який залежить від зміни напруги генератора, струму або коефіцієнта потужності, і відповідно змінює кут увімкнення тиристорного випрямляча, таким чином змінюючи струм збудження генератора. Цей пристрій, як правило, складається з транзисторів, тиристорних електронних компонентів, має чутливість, швидкість, відсутність зон відмови, велику вихідну потужність, невеликі розміри та вагу, а також інші переваги. У разі аварії перенапруга генератора може бути ефективно придушена, а магнітне поле може бути швидко усунено. Пристрій автоматичного регулювання збудження зазвичай складається з вимірювального блоку, блоку синхронізації, підсилювального блоку, блоку регулювання, блоку стабілізації, блоку обмеження та деяких допоміжних блоків. Виміряний сигнал (наприклад, напруга, струм тощо) порівнюється із заданим значенням після перетворення вимірювальним блоком, а потім результат порівняння (відхилення) посилюється блоком попереднього підсилення та блоком підсилення потужності та використовується для керування кутом включення тиристора з метою регулювання струму збудження генератора. Функція блоку синхронізації полягає в синхронізації вихідного імпульсу запуску фазозсувної частини з джерелом живлення змінного струму збудження тиристорного випрямляча для забезпечення правильного спрацьовування керованого кремнієвого резонатора. Функція блоку диференціального регулювання полягає в тому, щоб забезпечити паралельну роботу генераторів для стабільного та раціонального розподілу реактивного навантаження. Блок стабілізації - це блок, введений для покращення стабільності енергосистеми. Блок стабілізації системи збудження використовується для покращення стабільності системи збудження. Блок обмеження призначений для запобігання роботі генератора в умовах перезбудження або недозбудження. Слід зазначити, що не кожен тип автоматичного регулювального пристрою збудження має вищезгадані вузли, а вузли регуляторного пристрою пов'язані з конкретними завданнями, які вони виконують.

Якщо у вас є додаткові запитання щодо генераторної установки, зверніться до команди Beidou Power. Ми маємо понад десять років професійного досвіду у виробництві та продажу обладнання для виробництва електроенергії, а також професійну команду інженерів, готових обслужити вас. Оберіть Beidou Power, будьте певні, ми раді вітати вас на заводській перевірці.