Для генераторов малой и средней мощности (примерно, до 1000 кет), работающих изолированно от мощных энергосистем, весьма существенным является быстродействие автоматического регулятора возбуждения. Это имеет большое значение для облегчения нуска мощных короткозамкнутых двигателей и для улучшения «качества регулирования с точки зрения поддержания постоянства напряжения генератора.
Компаундирование синхронных генераторов, являющееся практически безинерционным, при правильном использовании может хорошо обеспечить форсировку возбуждения, однако обычный электромагнитный корректор не обеспечивает необходимого для малых генераторов «качества регулирования, вследствие электромагнитной инерции магнитногоусилителя. Кроме того, односистемный (согласованно включенный) корректор требует некоторого ослабления компаундирования, что уменьшает его форсировочную способность.
Быстродействующий регулятор на основе устройства компаундирования с двухсистемным электромагнитным корректором напряжения обеспечивает хорошие рабочие характеристики, но имеет чрезмерно большие габариты.
В основу предлагаемого автоматического регулятора напряжения синхронных машин, возбуждаемых от электромашинного возбудителя или по схеме самовозбуждения, положена система фазового компаундирования.
Особенностью этого регулятора, обеспечивающей цовышение его быстродействия, уменьшение габаритов и расширение пределов регулирования, является выполнение указанной системы фазового компаундирования, управляемой с помогцью трансформатор;ов, питаемых от тока и напряжения генератора и подмагничиваемых током выхода электромагнитного корректора напряжения.
На чертеже представлена принципиальная схема одного из возможных вариантов выполнения предлагаемого регулятора.
Основным элементом устройства является универсальный многообмоточный трансформатор УТЛ фазового компаундирования с подмагни№ 111554- 2 -
чиванием- Трансформатор УТП конструктивно выполнен как магнитный усилитель и имеет две обмотки питания. Первичная последовательная обмотка включена в цепь тока статора генератора Г, а первичная параллельная обмотка питается от напряжения генератора через балластное сопротивление в виде дросселя с зазором ДФ. Первичная последовательная обмотка секционирована, что позволяет включать один трансформатор УТП в одну, две или три фазы генератора. Включение в две фазы осуществляется на сумму или разность токов этих фаз, а включение в три фазы на сумму токов двух фаз и разность третьей.
На чертеже показано включение этого трансформатора в две фазы генератора на разность токов, что в большинстве случаев является наиболее целесообразным.
Электродвижуьцая сила во вторичной обмотке трансформатора УТП, напряжение и ток которой выпрямляются силовым выпрямителем ВС и подаются в шунтовую обмотку ОШ возбуждения возбудителя В, является, таким образом, геометрической суммой двух э.д.с., пропорциональной току статора генератора и его напряжению. Установочная фаза между этими э.д.с. выбирается таким образом, чтобы результирующий ток во вторичной обмотке трансформатора УТП возрастал по мере уменьшения коэффициента мощности активно-индуктивной нагрузки генератора. Тот же результат может быть обеспечен путем подключения регулятора к дополнительной обмотке возбулсдения возбудителя (при наличии дополнительной обмотки), или к диагонали мостовой схемы, составленной из двух половин щуптовой обмотки и двух балластных сопротивлений.
Схема с дополнительной обмоткой (при соответствующем объеме меди) требует минимальной мощности регулятора. Мостовая схема требует увеличенной мощности, но при ней уменьшается результирующая постоянная возбудителя, что имеет существенное значение для повышения эффективности начальной форсировки и улучщения дальнейщего переходного процесса при толчкообразном изменении нагрузки.
Для подмагничивания универсального трансформатора фазового компаундирования предусмотрена обмотка управления ОУ. Последняя яключена через выпрямитель ВМУ на выход промежуточного магнитноt о усилителя, который управляется от трехфазного измерительного органа ТИ и составляет вместе с ним корректор напряжения. Магнитный усилитель МУ питается от напряжения генератора и имеет внутреннюю обратную связь.
Выходная характеристика корректора соответствует противовключенной схеме, т. е. при возрастании напряжения на генераторе ток выхоа.а корректора или ток подмагничивания трансформатора УТП увеличивается.
Таким образом, при изменении напряжения на генераторе соответственно изменяется подмагничивание универсального трансформатора фазового компаундирования, изменяется ток выхода трансформатора и напрялсение генератора поддерживается постоянным в пределах получающегося статизма.
При холостом ходе генератора универсальный трансформатор компазндирования УТП питается только от напряжения генератора. Величина вторичного тока этого трансформатора в этом случае должна быть достаточной для того, чтобы регулятор мог осуществлять регулирование напряжения как на холостом ходу генератора, так и при малых нагрузках, так как составляющая вторичного тока, пропорциональная току статора генератора, при малых нагрузках (до 10-15% номинальной) недостаточна для обеспечения регулирования.
Таким образом, роль первичной обмотки трансформатора УТП, пиtaющeйcя от напрялсения генератора, заключается не только в том, чтобы осуществить фазовую схему компаундирования, но и в том, чтобы обеспечить регулирование напряжения генератора на холостом ходу и при малых нагрузках. Управляемая фазовая схема компаундирования дает возможность применить корректор с малым коэффициентом усиления и, следовательно, увеличить быстродействие регулятора и существенно уменьшить его габарит. Благодаря высокому быстродействию и малому коэффициенту усиления корректора устойчивость регулирования напряжения как на холостом ходу генератора, так и при нагрузке достигается без дополнительных средств стабилизации при хорошей форме переходных процессов. При снижениях напряжения (например, при пуске короткозамкнутых асинхронных двигателей) и при коротком замыкании генератора предлагаемый регулятор обеспечивает значительно более высокую форсировку возбуждения, чем обычное (неуправляемое) компаундирование с электромагнитным корректором напрян ения. Это обусловлено тем, что коэффициент трансформации управляемого трансформатора фазового компаундирования выбирается с учетом подмагничивания, т. е. значительно меньшим, чем при обычном компаундировании. При снижении напряжения на 10-15% подмагничивание практически исчезает и степень компаундирования резко возрастает, повышая этим форсировку возбуждения. . Измерительный орган корректора ТИ, состояш,ий, как обычно, из нелинейного и линейного элементов НЭ и ЛЭ, выполнен в виде трехфазНого насыщающегося трансформатора по схеме утроителя частоты. Это позволяет осуществить коррекцию напрял ения по частоте однофазным малогабаритным резонансным контуром /СЯ, состоящим из дросселя Др с зазором, конденсатора К и шунтирующего сопротивления Р. Контур частотной коррекции /СЯ настроен па частоту около 180 гц и осуществляет коррекцию напряжения с точностью ± TVo -в пределах изменения частоты ±4%. В случае, когда в коррекции напряжения по частоте нет необходимости (при хорошо работающих регуляторах скорости первичных двигателей), резонансный контур настраивается на частоту около 200 гц. Тогда в нормальном режиме регулятор поддерживает напряжение генератора с уставкой, примерно пропорциональной частоте, а при увеличении частоты более чем на (например, при внезапном сбросе нагрузки) , регулятор не допускает чрезмерного повышения напряжения. Уставка поддерживаемого регулятором напряжения задается установочным реостатом УР, включенным в цепь линейного элемента ЛЭ измерительного органа. Пределы изменений уставки составляют ±5%. Силовой выпрямитель компаундирования ВС и, выпрямитель ВМУ промежуточного магнитного усилителя МУ, а также выпрямителя ВЛЭ и ВНЭ линейного и нелинейного элементов собраны на селеновых щайбах. В регуляторе предусмотрена специальная обратная связь, осуществляемая путем включения в цепь тока вь1хода регулятора нескольких витков обмотки обратной связи ОС промежуточного магнитного усилителя. Этим достигается возможность получения и положительного статизма регулирования без ухудшения рабочих характеристик регулятора. Для параллельной работы регулируемых генераторов, включенных на общие щины, рекомендуется применение уравнительной связи, параллельно соединяющей вторичные обмотки трансформаторов УТП. Благодаря уравнительной связи осуществляется компаундирование генераторов по среднему току и надежно обеспечивается устойчивое распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами, даже при отрицательном статизме регулирования, который, как указывалось, является весьма желательным. Для разделения цепей возбуждения генераторов, а также для согласования соединяемых цепей по напряжению уравнительная связь осуществляется через выделенные секции вторичных обмоток трансформаторов УТП или через разделительный трансформатор ТУ. При разделении генераторов уравнительная связь разрывается блок-контактами синхронизационного выключателя. - 3 -№ 111554
