 |
Устройство токового компаундирования
|
|
|
|
Содержание
1. Общие сведения об устройствах автоматического регулирования возбуждения синхронных машин. 3
2. Устройство токового компаундирования. 5
3. Электромагнитный корректор напряжения. 7
Список использованной литературы.. 10
Общие сведения об устройствах автоматического регулирования возбуждения синхронных машин
Напряжение является показателем качества электроэнергии. Отклонение напряжения в ту или иную сторону от номинального значения ухудшает условия работы энергоприемников потребителей: снижается производительность механизмов и КПД установок, сокращается срок службы электрооборудования, появляется брак выпускаемой продукции и прочее. Поэтому в нормальном режиме работы системы электроснабжения допускается отклонение напряжения у потребителей не более чем на ±5% номинального значения. В ненормальном (послеаварийном) режиме работы допускается снижение напряжения не более чем на 10% номинального.
Напряжение зависит от различных факторов, воздействуя на которые, можно поддерживать заданное его значение.
Напряжение на шинах низшего напряжения приемной подстанции (рис.1.1), т.е. на шинах, от которых получают питание потребители:
, (1.1)
где UЭС - напряжение на шинах высшего напряжения электростанции; Р, Q - активная и реактивная мощности, поступающие к подстанции; R, х - активное и реактивное сопротивления линии и трансформатора приемной подстанции; nт - коэффициент трансформации понижающего трансформатора.
Из (1.1) видно, что напряжение UП зависит от напряжения на шинах электрической станции, перетока мощности по ВЛ и коэффициента трансформации трансформатора понижающей подстанции. Следовательно, воздействовать на напряжения у потребителей можно, изменяя: напряжение на шинах электростанции UЭС; реактивную мощность Q, передаваемую по линии; коэффициент трансформации nт трансформатора понижающей подстанции.
|
|
|
 |
Рисунок 1.1 – Схема электроснабжения
Регулировать значение UЭС и изменять значение Q можно путем изменения тока возбуждения генераторов станции, а также синхронных компенсаторов и двигателей системы электроснабжения. Эту задачу выполняют устройства автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных машин.
Устройства АРВ могут быть выполнены на основе двух различных принципов автоматического управления. Первый принцип предусматривает создание разомкнутой автоматической системы управления, т.е. системы управления по возмущающему воздействию. Применительно к АРВ синхронных машин это означает, что возбуждение машины автоматически изменяется в зависимости от значения параметра возмущающего воздействия, влияющего на напряжение на зажимах машины. Если, например, в качестве возмущающего воздействия на вход АРВ подается значение тока статора Iст, то АРВ носит название токового компаундирования. Если в качестве возмущающих воздействий учитываются ток статора и фазовый сдвиг тока статора по отношению к напряжению статора, то имеет место фазовое компаундирование синхронной машины.
В соответствии со вторым принципом АРВ выполняется в виде замкнутой автоматической системы управления и представляет собой регулятор по отклонению напряжения, который реагирует на разность фактического и заданного значений напряжения статора синхронной машины и, воздействуя на систему возбуждения машины, стремится свести эту разность к нулю.
АРВ синхронной машины представляет собой, как правило, совокупность устройства компаундирования и регулятора (или корректора) напряжения.
|
|
|
Устройство токового компаундирования
Рисунок 2.1 – Принципиальная схема токового компаундирования (а); характеристика компаундирования (б) и внешняя характеристика (в) компаундированной машины.
Напряжение на шинах синхронной машины Uст, работающей с перевозбуждением, т.е. в режиме выдачи реактивной мощности, снижается по мере увеличения тока статора Iст.
Поскольку значение ЭДС Eq пропорционально току возбуждения, то, изменяя в соответствии с изменением тока статора ток ротора машины, можно поддерживать значение Uст приблизительно постоянным независимо от значения тока Iст. Эту задачу и выполняет устройство токового компаундирования (УТК) (рис.2.1), которое состоит из выпрямителя ВК, подключенного через трансформатор Т ко вторичным цепям трансформаторов тока ТТ, установленных в статорной цени регулируемой синхронной машины. Напряжение на выходе Т может изменяться путем изменения установочного сопротивления Ry. Выпрямленное напряжение UK на выходе устройства токового компаундирования, пропорциональное току статора, подводится к обмотке возбуждения овв возбудителя Вб.
Зависимость напряжения UK от тока Iст регулируемой машины может быть представлена следующим образом:
, (2.1)
где К1, nTB - коэффициенты трансформации соответственно ТТ и ТВ; βBK = Uk/Utb - коэффициент преобразования выпрямителя ВК.
Если
,(2.2)
где Rовв - сопротивление овв; IВ,0 - ток в овв, соответствующий холостому ходу синхронной машины, то в обмотке возбуждения возбудителя проходит ток IК от устройства токового компаундирования.
Зависимость тока Iр ротора от тока Iст статора (нагрузки) компаундированной синхронной машины (характеристика компаундирования), а также внешняя характеристика компаундированной синхронной машины, поясняющие работу УТК, представлены на рис.2.1, б, в. Точка а этих характеристик соответствует значению тока статора IП, К, при котором начинает выполняться условие (2.2). Ток IП, К называется порогом компаундирования и изменяется с изменением сопротивления установочного резистора Ry. При токе нагрузки компаундированной машины ICT<IП, К ее внешняя характеристика совпадает с внешней характеристикой некомпа-ундированной машины, а IР = IР0.
|
|
|
Необходимые изменения характеристики компаундирования и внешней характеристики компаундированной машины могут производиться путем изменения сопротивлений RPB (изменение IPO и Uст,o) и Ry (изменение IП, К), т. e. регулировочного и установочного сопротивлений. Однако внешняя характеристика компаундированной машины нестабильна и изменяется с изменением cosφ. Следовательно, cosφ наряду с Iст является возмущающим воздействием, которое в токовом компаундировании не учитывается.
Настройка устройства токового компаундирования, при которой напряжение компаундированной машины при Iст = 0, а также при Iст=Icт, ном и cosφ = cosφном равно номинальному напряжению Uст, ном машины, носит название нормальной настройки компаундирования.
Основным достоинством устройства токового компаундирования является его быстродействие, т.е. обеспечение быстрого возрастания тока возбуждения при глубоких посадках напряжения, вызванных КЗ. Недостаток заключается в малой точности регулирования напряжения, так как данным АРВ не учитывается ряд факторов (например, коэффициент мощности, частота вращения ротора, сопротивление обмотки ротора и др.), существенно влияющих на напряжение.
|
|
|
