9. Форсировка возбуждения генератора электростанции. Требования к форсировке возбуждения.
Обмотки ротора СГ получают питание от источника постоянного тока, в качестве которого применяются устройства называемые возбудителями. Номинальные напряжения возбудителей 100-650 В, потребляемая мощность составляет 0,3-1% мощности генератора. Для совместной работы с возбудителем применяются вспомогательное и регулирующее оборудование, составляющее систему возбуждения. Регулированием тока возбуждения поддерживается заданное напряжение генератора, регулируется реактивная мощность, выдаваемая в сеть. При глубоком снижении напряжения генератора применяется форсировка возбуждения, что снижает качания генератора по частоте тока, сохраняет устойчивость параллельной работы генераторов станции. Форсировка возбуждения и регулирование обеспечивают надежную работу устройств РЗ и А и облегчают условия самозапуска электродвигателей собственных нужд подстанции.
К системам возбуждения применяются требования:
— необходимая кратность форсировки,
— обеспечить предельное возбуждение в аварийных случаях.
Быстродействие и кратность форсировки самые важные технические характеристики системы возбуждения генераторов.
Быстродействие — характеризует скорость нарастания напряжения на обмотке ротора при форсировке возбуждения в соответствии с выражением. Кратность форсировки есть отношение предельного напряжения возбуждения к номинальному возбуждению.
Для мощных гидрогенераторов, работающих на дальние электропередачи, к системам возбуждения предъявляются более высокие требования КФ.В=34, а скорость нарастания возбуждения до 10Uf.ном в секунду.
10.Системы возбуждения генераторов электростанций. Охарактеризовать и назвать достоинства и недостатки систем возбуждения.
Системы возбуждения делятся на две группы: независимое и самовозбуждение. Наибольшее распространение получило независимоевозбуждение, которое не зависит от режима работы генератора и имеет высокую надежность, наибольшее быстродействие по сравнению с другими системами и позволяют получить кратность форсировки возбуждения более КФ.В2.
На генераторах старого типа применяются генераторы постоянного тока с щеточным аппаратом, что снижает их надежность. Широкое распространение в настоящее время получили полупроводниковые преобразователи, в частности диодные и тиристорные. Подвод тока к обмотке возбуждения осуществляется бесщеточным путем, что повышает надежность. Системы с самовозбуждением имеют низкую надежность, в них работа возбудителя зависит от режима работы сети переменного тока. Особенно это сказывается при коротких замыканиях, когда практически невозможно выполнить форсировку напряжения.
11.Силовые трансформаторы. Назначение и классификация трансформаторов.
Силовой трансформатор — это статическое устройство для преобразования одного напряжения в другое. По числу преобразуемых фаз трансформаторы делятся: трехфазные и однофазные. Трехфазные применяются повсеместно, однофазные в тех случаях, когда ограничена мощность трехфазных и вместо одного трехфазного устанавливаются три однофазных по одному на фазу.
По числу обмоток трансформаторы делятся: двухобмоточные, двухобмоточные с расщеплением обмоток низкого напряжения, трехобмоточные, автотрансформаторы.
По материалу диэлектрика трансформаторы бывают масляные, сухие, заполненные негорючим диэлектриком, а также трансформаторы с литой изоляцией.
Двухобмоточные трансформаторы имеют два номинальных напряжения высшееUВН инизшее UНН. Они применяются как повышающие, так и как понижающие. Соответственно подстанции, на которых они устанавливаются, называют понизительные (понижающие) или повысительные (повышающие).
В двухобмоточных трансформаторах с расщеплением обмоток низкого напряжения, обмотка низкого напряжения разделена на две параллельные изолированные от земли. Применяются такие трансформаторы на станциях для подключения двух генераторов к одному трансформатору, на подстанциях собственных нужд, на подстанциях предприятий. На станциях их применение дает возможность создания крупных энергоблоков 200-1200 МВт, и упростить схему распределительных устройств на напряжениях 330-500 кВ.
На подстанциях предприятий их применяют для ограничения токов короткого замыкания, для раздельного питания резко переменной и спокойной нагрузки.
Трехобмоточные трансформаторы имеют три номинальных напряжения высшее UВН, среднее UСН инизшее UНН. Обмотки могут быть выполнены как на одну мощность, так и на разные мощности.
Автотрансформаторы также имеют три номинальных напряжения, но отличаются от трансформаторов наличием электрической и электромагнитной связей между обмотками, в отличие от трансформаторов, в которых присутствует только электромагнитная связь.
Силовые трансформаторы больших мощностей устанавливают на открытом воздухе и вместе с основным электрооборудованием образуют открытое распределительное устройство (ОРУ). При таком способе установке применяется принудительное охлаждение трансформаторов и высокий класс изоляции. Трансформаторы меньших мощностей применяются на предприятиях, устанавливают в помещениях, что позволяет значительно повысить их загрузку, использовать естественную вентиляцию, но условия охлаждения хуже, чем при установке на открытом воздухе.
Маркировка силовых трансформаторов буквенно-цифровая:
— вид электротехнического устройства А — автотрансформатор, без обозначения — трансформатор;
— число фаз, О — однофазный, Т — трехфазный;
— расщепленная обмотка низкого напряжения, Р;
— основные системы охлаждения описаны в п. 2.2.3;
— число обмоток, без обозначения — означает двухобмоточный, Т — трехобмоточный;
— наличие устройства регулирования напряжения — Н;
— исполнение бывает З. — защищенное, Г — грозоупорное, У — усовершенствованное, Л — с литой изоляцией;
— специфическая область применения, С — для систем собственных нужд электростанций, Ж — для электрификации железных дорог;
— цифрами после буквенной маркировки обозначается номинальная мощность в кВА;
— класс напряжения обмотки высокого напряжения, кВ;
Например, двухобмоточный трансформатор с маркировкой ТМН-4000/35-расшифровывается:
Что такое форсировка возбуждения электрических машин и как она осуществляется в генераторе (и двигателе) постоянного тока?
Одним из простых и эффективных способов обеспечения надежной работы синхронной машины при авариях является быстрое повышение ее тока возбуждения — форсировка возбуждения.
Форсировка возбуждения (ФВ) — быстрое повышение тока возбуждения для обеспечения надежной работы синхронной машины при авариях.
ФВ срабатывает, как правило, при снижении напряжения на выводах генератора до 90–80% от номинального. Это делается по нескольким причинам. С одной стороны, ФВ помогает поддержать напряжение в точках, удаленных от КЗ на более высоком уровне, а значит, сохранить в работе часть электроприемников, в том числе, может быть, жизненно важных для работы самой электростанции. С другой стороны, ФВ дает возможность повысить предел устойчивости генератора и тем самым сохранить его синхронную работу в электрической сети.
• Кратностью форсировки — отношением увеличенного потолочного значения тока возбуждения к номинальному (например, 2-кратное или 3-кратное),
• Быстродействием — скоростью нарастания тока (определяется величинами постоянной времени Те и потолка возбуждения.).
Чтобы представить физическую сущность форсировки, рассмотрим простейшую схему электромашинного возбудителя с самовозбуждением:
Рисунок 3 Простейшая схема электромашинного возбудителя с самовозбуждением
При снижении напряжения за установленный уровень (80–90%) Uн сигнал с выхода измерительного элемента (ИЭ) замыкает цепь контактора (К), который закорачивает реостат цепи возбуждения возбудителя. Это приводит к экспаненциальному нарастанию напряжения возбудителя, соответствующему росту тока if, Eqe, э.д.с. Eq и тока статора [2].
Рисунок 4 Графическая иллюстрация процесса форсировки возбуждения
Критерии выбора мощности электродвигателя?
Исходными данными для выбора типа и мощности электропривода являются конструктивные и технологические требования, необходимые для обеспечения надёжной и эффективной работы исполнительного механизма. При выборе мощности электродвигателя учитывается установленная мощность исполнительного механизма, потери мощности при определенном режиме работы, который определяет величину продолжительность включения ПВ (%). При определенных режимах работы используют различные методы выбора двигателя. Например, метод средних потерь, метод эквивалентного тока или метод эквивалентного момента при продолжительном режиме и др. [4].
Преимущества автоматического управления электроприводами перед ручным управлением?
В разомкнутых системах регулирования вследствие значительного перепада угловой скорости при изменении нагрузки на валу двигателя не удается получить большого диапазона регулирования угловой скорости и обеспечить высокую точность регулирования. В разомкнутой системе при заданном сигнале на входе (например, токе возбуждения двмгателя постоянного тока, питаемого от сети, или токе возбуждения генератора в системе Г-Д) выходная величина – угловая скорость определяется параметрами двигателя и нагрузкой на его валу, и ее изменение не компенсируется при различных возмущениях, которые практически всегда существуют.Поэтому в таких системах диапазон и точность регулирования угловой скорости не высоки. В разомкнутой системе также нельзя получить высокой точности поддержания момента, развиваемого приводом.тДля расширения диапазона регулирования и повышения точности используются замкнутые системы регулирования. Идея замкнутых систем регулирования сводится к тому, что в системе автоматически компенсируются воздействия возмущающих факторов и угловая скорость или момент двигателя могут с большей точностью поддерживаться на требуемом уровне [1].
Дата добавления: 2018-10-27 ; просмотров: 5377 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
В соответствии с ГОСТ системы возбуждения должны обеспечивать кратность форсировки возбуждения для генераторов и синхронных компенсаторов не менее 2, а скорость нарастания напряжения возбуждения должна быть не менее 2 ед. [7]
Нелинейный резистор Лнл ограничивает наибольшее допустимое напряжение на роторе генератора и кратность форсировки возбуждения . [9]
Такая настройка измерительного органа и установка исходного режима током / о у н объясняются стремлением увеличить диапазон возможного изменения тока компаундирования и повысить кратность форсировки возбуждения при снижениях напряжения генератора. [10]
КЗ, а также разных инерционных постоянных времени агрегатов, позволяют сделать вывод, что быстродействующие тиристорные системы самовозбуждения без последовательных трансформаторов с повышенной ( К 2.5) кратностью форсировки возбуждения и с АРВ сильного действия практически полностью равноценны быстродействующим системам независимого возбуждения с К-2 при длительностях отключения КЗ в пределах от 0.1 до 0.15 с, соответствующих временам действия современных защит и выключателей. [11]
Изменяя коэффициент трансформации трансформатора ПТ и сопротивление установочного реостата УР, можно изменять величину тока / к, поступающего в обмотку 055, и тем самым обеспечить заданный режим работы генератора и кратность форсировки возбуждения . [13]
При отсутствии ограничений форсиров-ка возбуждения генератора, как правило, производится до потолка. Отношение напряжения ротора или возбудителя при форсировке чк его номинальному напряжению называется кратностью форсировки возбуждения . [14]
Необходимая мощность возбуждения современных синхронных генераторов от 200 до 8РО МВт соответственно составляет от 800 до 3400 кВт, а номинальные токи возбуждения достигают 8000 А. Поэтому для современных мощных генераторов разработаны овые системы возбуждения, обладающие-необходимой надежностью, более высоким быстродействием и кратностью форсировки возбуждения . [15]
Кратность форсировки.
Обычно различают кратность форсировки по току и по напряжению:
где /в п, ив п — предельные ток и напряжение возбудителя; /в ном, Ц,1ЮМ — номинальные ток и напряжение возбуждения СГ.
Указанные кратности должны быть не менее 2. Кратность форсировки возбуждения по напряжению может превосходить кратность форсировки по току. При этом ограничение предельного тока возбуждения должно осуществляться в соответствии с максимально допустимым током СГ, но не ниже двукратного номинального тока возбуждения.
Требуемые значения кратности форсировки по току и напряжению должны обеспечиваться при выполнении следующих условий:
- • напряжение прямой последовательности на выводах СГ во время КЗ любого вида независимо от его продолжительности превышает 80 % номинального при условии, что снижение напряжения на входе АРВ в момент КЗ достаточно для обеспечения полной форсировки возбуждения;
- • напряжение прямой последовательности на выводах СГ во время КЗ не превышает 80 % номинального, а после отключения КЗ равно или превышает 80 % номинального и при продолжительности КЗ не более 0,18с для СГ, работающих на сеть напряжением 110 кВ и выше, и 0,3 с для СГ, работающих на сеть напряжением 35 кВ и ниже.
Если длительность КЗ превышает установленное время или напряжение прямой последовательности на выводах СГ после отключения КЗ меньше 80 % номинального, допускается снижение кратности форсировки до значения, равного произведению напряжения прямой последовательности в относительных единицах и коэффициента 2,5.