Регуляторов напряжения

Стремление сократить число генераторов и упростить силовые цепи нашло отражение в оригинальной «кольцевой» схеме включения главных машин, применяемой голландской фирмой «Смит». Такая схема используется, в частности, на плавучей буровой установке «Хазар», работающей в Каспийском море. Якоря всех генераторов и двигателей постоянного тока соединены последовательно в общую замкнутую цепь. По кольцевой цепи непрерывно протекает ток постоянной силы, независимо от нагрузки и частоты вращения двигателей, что обеспечивается автоматическим регулятором возбуждения генераторов. Электродвигатель, на который не подано возбуждение, при этом не будет вращаться, поскольку его момент равен нулю. При включении возбуждения двигатель разгоняется до скорости, при которой его момент будет равен моменту нагрузки.

Рассмотрим стоимость установленного электрооборудования на примере однодвигательного синхронного электропривода. В комплект входят: синхронный электродвигатель высокого напряжения типа СДБ соответствующей мощности; электромагнитная индукционная муфта типа ЭМС на щитовых подшипниках качения; пусковая ячейка высоковольтного распределительного устройства типа КРНБ-6М; шкаф управления синхронным электродвигателем с регулятором возбуждения; шкаф управления электромагнитной муфтой.

где f/стд—напряжение при холостом ходе генератора, поддерживаемое регулятором возбуждения после сброса нагрузки.

Таким образом, фикти&ное время короткого замыкания — это время, в течение которого установившийся ток короткого замыкания выделит такое же количество теплоты, как и действительный ток короткого замыкания. Фиктивное время короткого замыкания может быть больше и меньше действительного времени КЗ. Если генератор не оборудован автоматическим регулятором возбуждения, то в этом случае зависимость j~ = f(t) имеет вид, изображенный на 8.13, и фиктивное время короткого

Система шести дифференциальных уравнений (1.16) — (1.21) содержит девять неизвестных: Е"ч, E"d, E'q, Е , id, i , со, ud, и , два из которых и<г и uq должны быть определены из условий работы машины в системе, а третье Еде определяется системой возбуждения генератора и автоматическим регулятором возбуждения (АРВ). Эти уравнения нелинейны (содержат произведения переменных) и в общем случае могут быть решены только методами численного интегрирования.

В примере 8.1 рассмотрены динамические свойства системы в консервативной идеализации, в примере 8.2 — в дис-сипативной идеализации, а в 8.3 — в простой электрической системе, генераторы которой снабжены автоматическим регулятором возбуждения сильного действия (АРВ с. д.).

В § 8.2 описаны и качественнб проиллюстрированы динамические свойства электрической системы в зависимости от ее идеализации. Наибольший интерес представляет автоматически регулируемая электрическая система. Для нее разработана методика разделения плоскости настроечных параметров АРВ на области разных динамических свойств электрической системы [12], примеры применения которой изложены в настоящем параграфе. Динамические свойства регулируемой системы иллюстрируются реальными осциллограммами. Примеры и иллюстрации приведены для простой электрической системы, генераторы которой снабжены автоматическим регулятором возбуждения сильного действия, регулирующим по отклонению и по первой и второй производным того или иного режимного параметра П.

Примечание. Кроме электромашинной системы возбуждения для гидрогенераторов применяются также статическая полупроводниковая система типа СПВ (она выполнена по схеме самовозбуждения с вольтодобавочным трансформатором и рекомендуется для гидрогенераторов мощностью 10—80 МВ-А) и тиристорная (ионная) с регулятором возбуждения сильного действия (она может быть выполнена или по схеме независимого возбуждения с питанием преобразователя от вспомогательного синхронного генератора, или по схеме самовозбуждения с питанием преобразователя от выпрямительного и вольтодобавочиого трансформаторов и рекомендуется для гидрогенераторов мощностью более 50 МВ-А).

Возбуждение самого возбудителя выполнено по схеме самовозбуждения (обмотка возбуждения возбудителя LGE питается от якоря самого возбудителя). Регулирование возбуждения возбудителя осуществляется вручную шунтовым реостатом RR, установленным в цепи ШЕ, или автоматически регулятором возбуждения АРВ.

из сети индуктивный ток и реактивную мощность (см. 35-5, б), так как в этих случаях напряжение сети стремится возрасти и для поддержания его на нормальном уровне необходимо загрузить сеть индуктивными токами, вызывающими в ней дополнительные падения напряжения. Для этого каждый синхронный компенсатор снабжается автоматическим регулятором возбуждения или напряжения, который регулирует его ток возбуждения так, что напряжение на зажимах компенсатора остается постоянным.

В качестве примера на рис 8-10 приведены расчетные кривые для определения периодической составляющей тока к. з. в случае, когда источником питания цепи к. з. является типовой синхронный турбогенератор, снабженный автоматическим регулятором возбуждения (АРВ). Аналогичные кривые приводятся в справочных

Асинхронные машины широко используются не только в качестве двигателей, но и в качестве регуляторов напряжения, фазовращателей, тахогенераторов и устройств синхронной связи.

В современной технике электрические машины применяются не только как двигатели и генераторы. Они используются также в качестве разнообразных электрических преобразователей, регуляторов напряжения и фазовращающих устройств. С их помощью можно, например, решать математические задачи или осуществлять телемеханическое управление движением антенны радиолокатора.

В настоящее время проблема быстродействия и точности решается путем создания быстродействующих регуляторов напряжения. Разработаны и применяются регуляторы на магнитных усилителях, тиристорные и транзисторные. Такие системы регулирования используются на всех авиационных генераторах серии ГТ, имеющих специальный магнитоэлектрический подвозбудитель

Задающее воздействие используется для сравнения с сигналом обратной связи. По такому принципу построено большинство применяемых в настоящее время регуляторов напряжения и частоты.

Для выполнения этих требований генераторы снабжены мощной демпферной клеткой, переходное индуктивное сопротивление по продольной оси x'd находится в пределах ОД. Тем не менее в генераторах наблюдаются высокие провалы напряжения. Это объясняется низким быстродействием регуляторов напряжения на магнитных усилителях и большой постоянной времени обмотки возбуждения возбудителя. Даже применение тиристорных и транзисторных регуляторов не позволяет полностью решить эту проблему, особенно при питании импульсных нагрузок. В результате для питания мощных радиолокационных станций приходится вводить восьмикратный запас по мощности. И в этом случае система гармонического компаундирования позволяет решить эту проблему. Во-первых, мощность гармонической обмотки прямо пропорциональна величине и коэффициенту мощности нагрузки и использует энергию, которая идет в генераторе на потери. А применение второго канала регулирования с исполнительным органом на статоре позволяет снизить постоянную времени до \тс и решить

Внутренние перенапряжения подразделяются на резонансные и коммутационные. Резонансные перенапряжения возникают в результате развития резонансных явлений при неблагоприятном сочетании схемы, параметров и режима сети. Наибольший практический интерес представляют резонансные перенапряжения на основной частоте, появляющиеся вследствие емкостного эффекта ненагруженной линии как в симметричном режиме, так и при несимметричном КЗ, неполнофазного режима на отключенных фазах при однофазном или двухфазном питании блочных электропередач, самовозбуждения генераторов, работающих на ненагруженную линию. Резонансные перенапряжения могут существовать длительно (практически до тех пор, пока действие защиты от повышения напряжения, регуляторов напряжения или вмешательство персонала не приведут к изменению схемы и режима).

5-8. Принципиальные схемы статических регуляторов напряжения: а — резистивный; б, в — трансформаторные; г — индукционный

Для правильного подхода к защите двигателей необходимо представлять их работу в условиях эксплуатации и учитывать предъявляемые ею требования. Это, как в свое время выявилось, особенно необходимо в связи с тем, что машиностроители не всегда в должной мере оценивали при конструировании возможные в эксплуатации режимы. Первые важные исследования по режимам работы двигателей (сначала асинхронных, потом и синхронных) были в 30-е годы выполнены И. А. Сыромятниковым. Наиболее существенные их результаты в последний раз опубликованы в [74]. Эти работы не только дали возможность сформулировать некоторые требования к релейной защите, но и послужили основой для расширенного использования самозапусков (в том числе асинхронных двигателей с фазным ротором), осуществления разработанных автором принципов частотной разгрузки (обычно более эффективного мероприятия, чем разгрузка по снижению напряжения), форсировки возбуждения синхронных машин, включения в действие регуляторов напряжения генераторов без устройств по ограничению тока возбуждения и т. д. Все это способствовало значительному повышению надежности и эффективности работы систем и начало проявляться уже во второй половине 30-х годов. Однако указанные мероприятия, относящиеся к противоаварийной автоматике, прямого отношения к защите не имеют и упоминаются в

ся при более значительных нагрузках ( 3.23). Технические их характеристики приводятся в [1]. Допускается кратковременная двукратная перегрузка регулировочных автотрансформаторов (кроме лабораторных) и 4,5-кратная перегрузка регуляторов напряжения типа РНО-250-10 при использовании их для испытаний изоляции повышенным напряжением при условии, что длительность повышений напряжения от нуля до испытательного значения не превышает 30 с, а длительность испытания—1 мин.

в) Регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения изменением напряжения на якоре посредством импульсных регуляторов напряжения (широтно-импульсных преобразователей)

6.7. Автоматическое регулирование угловой скорости асинхронных электроприводов при помощи тиристорных регуляторов напряжения