Меню

Испытание системы возбуждения генератора



Как проверить возбуждение на генераторе

Как происходит возбуждение генератора

Генератор – это не просто какой-нибудь узел. По сути, он является электрической машиной, преобразующей мехэнергию в ток. Генератор обеспечивает автомашину подзарядкой, без которой та сможет продержаться в движении не больше 1-2 часов за счет аккумулятора. Узнайте, как происходит возбуждение генератора в автомобиле.

Как происходит возбуждение в гене

Электроэнергия или электрическая сила в генераторе возникает тогда, когда сквозь магнитный поток внутри перемещается проводник. Ток возникает также и в том случае, когда перемещается магнит, а проводник остается неподвижным.

Без теоретических объяснений и выводов, можно представить себе возбуждение гена так:

  • На обмотку гена подается электричество с АКБ. Электрический ток первыми принимают щетки и медные кольца.
  • Реле отсечки – специальная штука, которая не дает аккумулятору разрядиться при остановке генератора. Когда водитель включает зажигание, то напряжение поступает на реле отсечки, оно притягивает внутренние элементы генератора, тем самым, замыкаются контакты. Получается, что реле в этом случае – эффективный переходник, соединяющий обмотку гена с аккумулятором.
  • На приборной панели в салоне автомобиля предусмотрена лампочка. Она дает понять водителю, когда начинается зарядка геном АКБ. Когда включается зажигание, она горит до тех пор, пока напряжение идет с аккумулятора и гаснет, когда процесс энергополучения идет обратно.

Что такое СВ и АРВ

Система возбуждения гена – это комплекс различных устройств, включающих: возбудитель, АРВ, СГП, УБФВ, устройство развозбуждения, а также дополнительные тесто-измерители.

Система возбуждения

АРВ – это не что иное, как регулятор, функционирующий полностью на автомате. СГП – средство, которое гасит магнитное поле. УБФВ – устройство, благодаря которому осуществляется быстрая форсировка возбуждения.

Сам возбудитель является источником питания (ИП) обмотки постоянным напряжением. В данном случае ИП может быть сам ген совместно с полупроводниками и выпрямительным блоком (диодным мостом).

АРВ применяются в синхронном гене. Здесь они выполняют функцию повышения физической стабильности генерирующего устройства. Принято классифицировать АРВ на устройства с пропорциональным шагом и сильным шагом. Одни способны изменять токоэнергию по несоответствию статорного напряжения, а вторые – реагируют в более широком смысле этого слова.

Когда ток снижается, к примеру, при замыкании, предусмотрена форсировка. Она подразумевает скорое увеличение возбуждения, что влияет на остановку спадов напряжения и сохраняет устойчивость.

Корректировка и ускорение значительно повышают надежность функционирования реле.

Когда происходит отключение генератора, что тоже может вызываться внутренними замыканиями, агрегат следует развозбудить. Для этого достаточно погасить магнитполе, что даст возможность уменьшить размеры повреждения статорной обмотки.

Погасить магнитполе – это, значит, быстрое уменьшить магнитпоток возбуждения гена до величины, близкой к 0. Одновременно с этим уменьшается ЭДС агрегата.

Как погасить магнитное поле

Гашение магнитполя осуществляется с помощью АГП – особых устройств-автоматов, действующих от реле. Именно они помогают активировать сопротивление.

В генерирующих устройствах, функционирующих по принципу тиристорвозбуждения, снижение магнитполя осуществляется методом переключения основных вентилей в инверторный порядок. Тем самым, сэкономленная в обмотке энергия, передастся возбудителю или диодному мосту.

Характеризуется СВ номинальным напряжением (НТ), но оно может быть разным.

  • 100 или 600 В, если речь идет о возбуждении на выводах обмотки.
  • 100 или 8000 А, если речь идет о НТ, находящимся непосредственно в обмотке, и соответствует нормальной, стандартной работе генератора.

Следует знать, что НТ возбудителя должен составлять доли процентов от НТ генератора. Как правило, считают значения в 0,2-0,6 процентов от номинальной мощности гена.

Что касается быстродействия возбудителя, то оно зависит от скорости нарастания силы тока на обмотке индуктора (ротора).

СВ (система возбуждения) обязана рассчитываться в зависимости от работы АРВ. Другими словами, без АРВ работа допускается, но только на время, нужное для ремонта или замены. В остальных случаях использование АРВ обязательно.

Примечание. Если СВ, все же, функционирует без АРВ, то нужно обеспечить дополнительную систему защиты. Это РДУ и другие средства, способные обеспечить развозбуждение и автогашение генераторного поля.

СВ обязана обеспечивать ток в продолжительном режиме, превышая НТ генератора не менее чем на 10 процентов.

Читайте также:  Проверка генератора нивы шевроле

Бесконтактная система возбуждения

СВ также бывает полупроводниковой. В этом случае она должна иметь РВС (режим внутреннего сохранения).

Важно, чтобы защитные устройства, обеспечивающие стабильность во время перенапряжений, были многократного действия.

Состав системы возбуждения Что обеспечивает система возбуждения
трансформатор выпрямительный начальное возбуждение
трансформатор последовательный вольтодобавочный холостой ход
тиристорный преобразователь (ТВ 8-2000/) 050- 1У4) включение в сеть методом точной синхронизации в нормальных режимах и самосинхронизации в аварийных режимах
система охлаждения преобразователя работу ГГ в энергосистеме с нагрузками от холостого хода до номинальной и перегрузками
агрегат начального возбуждения (АН В-2) недовозбуждение в пределах устойчивой работы генератора
автоматический регулятор возбуждения (АУ1Г типа АРВ-СД) форсировку возбуждения по току и напряжению
панель гашения поля эффективное гашение поля
релейные панели развозбуждение при нормальных остановках агрегата

Разновидности СВ

СВ принято делить на 2 группы. Они классифицируются в зависимости от способа возбуждения. Различают СВ независимого типа (СВНТ) и зависимого (СВЗТ).

К СВНТ относят все возбудители, которые сопряжены с генераторным валом. По сути, они способны вырабатывать напряжение в независимом режиме.

За группу СВЗТ принимают возбудители, схватывающие вольтаж прямиком с концов основного генератора. Ток поступает через трансформаторы особого типа.

Тиристорная система возбуждения

Более выгодно смотрятся СВНТ, так как в них выработка тока не зависит от электроцепи.

Интересный момент. На генах со слабой мощностью в качестве возбудителя применяются отдельные, независимые генераторы, способные вырабатывать ток. Они соединяется с валом основного гена (синхронного).

Другие преимущества СВНТ:

  • Высокий процент быстродействия;
  • Высокая скорость нарастания тока;
  • Возможность замены тиристоров, вышедших из строя, без остановки генератора.

Однако СВНТ имеют и недостатки, связанные с самим устройством возбудителя. К примеру, если быстрота повышения возбуждения не слишком высока.

  • Слабыми в СВНТ выглядят контакты скользящего типа, так как напряжение к ним подводится через щетки.

Сегодня наиболее востребованы СВ с полупроводниковыми диодными мостами. Они построены по 3-фазной схеме, в них задействуется минимальное количество выстроенных по порядку тиристоров.

Что касается схем диодного моста, то они бывают 1-групповыми и 2-групповыми. Один выпрямитель внедрен в первом случае, два – во втором.

Токоподавателем в СВНТ является синхронный ген, нашедший место между индуктором и верхним кронштейном основного генератора.

Устройство синхронного генератора

СВЗТ менее надежна, чем первая система, так как работа возбудителя здесь полностью зависимая. Другими словами, возбудитель в этом случае будет работать только в том случае, если получит ток от сети. А в сети, как правило, часто возникают замыкания, нарушающие стабильное функционирование СВ. Получается лишняя нагрузка на СВЗТ, которая должна обеспечивать форсировку напряжения в обмотке.

Но СВЗТ в некоторых случаях имеют плюсы перед самостийными системами. Они выражаются простотой схемы. Недостатком же выступает, как и говорилось, непостоянство работы, что более всего заметно в высокомощных машинах.

По мнению экспертов, если подразумевается длительность ремонта, то лучше зарекомендуют себя СВЗТ.

Проверка возбуждения

Основными симптомами, которые доказывают неработоспособность СВ на генераторе, являются показатели внешних характеристик. Говоря иначе, если напряжение через выводы генератора не поступает, то агрегат должен самовозбуждаться по принципу. Если такого не происходит, налицо проблема.

Хорошо заметна работа генератора на дизельных агрегатах. Они получают меньшую, чем обычно дозу топлива, как только генератор развивает небольшую мощность. Таким образом, дизельная установка остается недогруженной.

Проверка системы возбуждения

Ясно, что при уменьшении подачи топлива в цилиндры, снизится и скорость движения. По ней (скорости) можно будет определить снижение напряжения генератора, следовательно, и его возбуждение.

Если в генераторе увеличивается произведение напряжения, то не должно увеличиваться магнитное насыщение СВ, иначе прочность изоляции электромашины не выдержит. Ограниченным в некоторых значениях можно назвать также генераторный ток, который в случае увеличения приведет к перегоранию обмотки якоря.

Источник

Проверка и испытание вентильных систем возбуждения синхронных машин — Комплексные испытания систем возбуждения

Содержание материала

Глава девятая
КОМПЛЕКСНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Комплексные испытания ставят своей целью настройку статических и динамических характеристик системы возбуждения с АРВ и определение таких дефектов оборудования, которые невозможно обнаружить в процессе предварительной проверки.
Настройка выполняется в следующих режимах генератора: холостой ход, номинальная нагрузка, полная форсировка возбуждения, форсировка после ограничения.
К началу комплексных испытаний должны быть выполнены следующие работы:
проверено все основное и вспомогательное оборудование системы возбуждения и настроены его характеристики;
выполнены испытания оборудования высоким напряжением (первичных и вторичных цепей);
выполнены операции по переборке и формовке ионных вентилей;
настроены и опробованы: системы управления, защиты и сигнализации выпрямителя; устройства охлаждения и обогрева вентилей; устройства создания и поддержания вакуума; приточно-вытяжная вентиляция помещения преобразователя.
Во избежание ошибок и потерь времени комплексные испытания проводятся по специальной программе, в которой оговариваются последовательность и методы проведения операций, техническое обеспечение и лица, ответственные за каждую операцию.
Объем комплексных испытаний и их сложность зависят от типа системы возбуждения, типа применяемых вентилей, типа генератора (гидро- или турбогенератор).

В программах комплексных испытаний учитываются особенности как систем возбуждения, так и режимов работы конкретной электрической станции. Здесь рассматриваются только основные моменты комплексных испытаний для двух систем возбуждения: системы самовозбуждения (для турбогенераторов) и системы независимого возбуждения (для гидрогенераторов) с управляемыми вентилями.

ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Как показано в гл. 1, источником питания вентилей в независимой системе возбуждения является вспомогательный генератор, расположенный на одном валу с главным генератором. Поэтому прежде всего производится настройка системы возбуждения и АРВ вспомогательного генератора. После этого приступают к комплексным испытаниям системы возбуждения главного генератора ГГ [Л. 12].
Система независимого возбуждения может устойчиво работать без АРВ. Вследствие этого изменение угла регулирования вентилей может производиться при помощи блока ручного управления ССУП и СУТ, а для других систем управления — путем изменения тока подмагничивания статического фазорегулятора или при помощи ИФР. Это дает возможность одновременно с работами по АРВ вести испытания вентильного возбудителя, а после их настройки провести испытания совместной работы АРВ и возбудителя.
При испытаниях с АРВ управление углом открытия вентилей производится путем изменения тока управления в цепи контрольного входа АРВ при отключенных измерительных цепях (разомкнутая схема регулирования возбуждения).
Основными этапами настройки выпрямителя являются:
фазировка анодных напряжений и отпирающих импульсов;
проверка работы выпрямителя на активное сопротивление;
установка угла регулирования (инвертирования) форсировочной группы вентилей;
пробный подъем напряжения на генераторе;
настройка основных режимов системы возбуждения при ручном управлении и АРВ;
проверка работы системы возбуждения и АРВ на х. х. генератора;

испытания при работе генератора в сети;
определение статизма.
Фазировка производится при работе генератора на х. х. с отсоединенным (разобран шинопровод) блочным трансформатором. Проверка работы системы возбуждения и АРВ на х. х. проводится также с отсоединенным блочным трансформатором. Частота вращения должна быть номинальной.
Для простоты изложения не рассматриваются вопросы совмещения испытаний главного генератора и испытаний его системы возбуждения.

Фазировка анодных напряжений и отпирающих импульсов состоит в проверке порядка чередования фаз анодного напряжения и отпирающих импульсов, а также величин фазовых углов сдвига анодного напряжения и отпирающего импульса относительно друг друга для каждого вентиля. Эта операция проводится при помощи электронного осциллографа с использованием щупов с изолирующими рукоятками и делителем напряжения. Последовательно с ротором главного генератора включается добавочный резистор с большим сопротивлением, обеспечивающий режим, близкий к х. х. выпрямителя. Сопротивление и мощность резистора выбираются из условия, чтобы при ошибочной полной форсировке возбуждения ток в роторе не превышал 1—5 А.
Это позволяет в дальнейшем снять характеристики Ud=f(Iподм) до полного открытия вентилей.
Порядок чередования фаз определяется при поданном анодном напряжении вентилей. Для этого при помощи щупов через делитель напряжения на вход осциллографа подаются фазные напряжения ВГ. При этом один щуп устанавливается в нулевой точке ВГ, а вторым щупом касаются попеременно анодов и катодов вентилей. Так, например, в мостовой схеме выпрямителя фаза А должна приходить на анод вентиля 1 и катод вентиля 4, фаза В, отстающая на 120° от фазы А, должна приходить на анод вентиля 3 и катод вентиля 6 и т. д.
После фазировки анодных напряжений производится фазировка отпирающих импульсов. Для этого ИФР устанавливается в нулевое положение, а ток подмагничивания ФС должен быть равен нулю.

Статические фазорегуляторы ФС2-1 и ФС-13 производят поворот вектора напряжения при отсутствии смещения на угол, примерно равный 150—160о, а ССУП-4 — на 90°. Поэтому при правильной фазировке отпирающий импульс должен отставать от начала синусоиды анодного напряжения на указанный выше угол. Напряжение источника отпирающих импульсов прикладывается к зажимам управления. Необходимо соблюдать определенную полярность щупов при фазировке импульсов относительно анодного напряжения. Сначала указанным выше способом на вход осциллографа подается, например, напряжение фазы А вспомогательного генератора, запоминается расположение синусоиды на экране. Затем щуп, соединенный с нулем В Г, переносится на катод вентиля I, а щуп, соединенный с его анодом, подключается к выводу управления. На экране осциллографа появляется отпирающий импульс. Определяется угол сдвига между началом импульса и началом синусоиды фазы А. Фазировка отпирающих импульсов остальных вентилей может быть выполнена или относительно соответствующего фазного напряжения или относительно импульса вентиля 1, с учетом того что каждый последующий по нумерации отпирающий импульс отстает от предыдущего на угол 60°.
Одновременно проверяются ширина импульсов и направление их перемещения при вращении рукоятки ИФР и увеличении тока управления. При направлении вращения рукоятки ИФР и полярности тока управления, соответствующих открытию вентиля, отпирающий импульс должен перемещаться к началу синусоиды фазного напряжения. Затем фазировка повторяется для другой группы вентилей. При обнаружении несоответствия отпирающих импульсов и анодных напряжений проверяют при помощи осциллографа полярность импульса на промежуточных коробках зажимов, пока не обнаруживают место в цепи, где нарушена фазировка.
После окончания фазировки отдельно для каждой группы вентилей снимается зависимость выпрямленного напряжения от тока подмагничивания ФС Ud = f (I подм) (рис. 67) или от тока управления по контрольному входу АРВ.

Поскольку ток через выпрямители мал, то можно считать падение напряжения в сопротивлении коммутации равным нулю. Поэтому наибольшее значение выпрямленного напряжения, определенное в опыте для каждой группы, необходимо сравнить с расчетным, подcчитанным по формуле Vd=kcxUВГ, где kcx = 2,34 и 1,17 для мостовой схемы и схем с нулевым выводом соответственно.
Снятие указанных характеристик является одновременно проверкой выпрямителя рабочим напряжением. Затем добавочный резистор исключается из схемы, и производится проверка выпрямителя номинальным рабочим током при нагрузке на эквивалентное ротору омическое сопротивление. Снимается характеристика Ud=f(Iподм). Если нет нагрузочного резистора с сопротивлением нужного значения и мощности, производится проверка выпрямителя рабочим током путем включения на закоротку без снятия указанной характеристики.

Рис. 67. Зависимость выпрямленного напряжения от тока подмагничивания ФС.
1 — в работе одна рабочая группа, последовательно с ротором включен резистор сопротивлением 2400 Ом; 2 — то же для форсировочной группы; 3 — обе группы работают на ротор генератора.
В обоих случаях проверяется распределение тока между вентилями при выпрямленном токе, составляющем 50, 75 и 100% номинального тока возбуждения. Токи в вентилях не должны отличаться более чем на ±10% от среднеарифметического. Если распределение тока не удовлетворяет указанным требованиям, то прежде всего необходимо проверить режим охлаждения, а для ртутных вентилей также работу схем зажигания и возбуждения. Если дефект устранить не удается, вентиль должен быть заменен.

Источник