Системы независимого возбуждения

3.2.1 Система возбуждения с генератором постоянного тока.

Возбуждение СГ не зависит от режима электрической сети и является наиболее надежным. Наиболее простой и наиболее надежной является система возбуждения, где в качестве возбудителя применяют генератор постоянного тока, соединенный с валом СГ, как это показано на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Принципиальная схема независимого электромашинного возбуждения генератора

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

К недостаткам такой системы возбуждения относятся: невысокая скорость нарастания возбуждения; снижение надежности генератора постоянного тока из-за вибрации и тяжелых условий работы щеток и коллектора (условий коммутации). Кроме того, для турбогенераторов мощностью выше 165 МВт выполнить генератор постоянного тока необходимой мощности на частоту вращения 3000 об/мин по условиям коммутации затруднительно.

3.2.2 Системы возбуждения с полупроводниковыми выпрямителями.

Частичное устранение указанных недостатков возможно с применением полупроводниковых преобразователей. С валом ТГ сочлен вспомогательный высокочастотный генератор индукторного типа, не имеющего обмотки на вращающемся роторе, как это показано на рисунке 3.3. Напряжение высокочастотного генератора выпрямляется и подводится к обмотке ротора. Повышенная частота позволяет уменьшить габариты и повысить быстродействие СВ. Высокочастотный генератор-возбудитель ВГТ имеет три обмотки на неподвижном статоре. Благодаря последовательному включению LGE1 обеспечивается резкое увеличение возбуждения ВГТ при коротких замыканиях вследствие броска тока в роторе. Обмотки LGE2 и LGE3 получают питание от высокочастотного подвозбудителя GEA через выпрямители. Подвозбудитель (машина 400 Гц с постоянными магнитами) соединен с валом ТГ. Устройство АРВ обеспечивает поддержание напряжения генератора в нормальном режиме работы изменением тока в обмотке LGE2. Устройство УБФ обеспечивает начальное возбуждение генератора и его форсировку при снижении напряжения более чем на 5%. Высокочастотная СВ обеспечивает k_ф =2 и скорость нарастания напряжения возбуждения не менее 2 1/ с.

Рисунок 3.3 – Высокочастотная система возбуждения

Еще лучшие характеристики имеет тиристорная система возбуждения, схема которой приведена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Тиристорная система возбуждения

Вспомогательный генератор GE имеет на статоре трехфазную обмотку с отпайками. Каждая часть обмотки подсоединена к двум группам тиристоров: рабочей VS1 и форсировочной VS2. При форсировке VS2 питающиеся от полного напряжения GE, открываются полностью и дают весь ток форсировки. Рабочая группа при этом запирается более высоким напряжением форсировочной группы. Тиристорная система возбуждения имеет наибольшее быстродействие по сравнению с другими системами и k_ф > 2. Все генераторы имеют контактные кольца на валу ротора, к которым ток подводится с помощью щеток, что обуславливает снижение надежности.