Устройство для возбуждения высоковольтной синхронной машины Советский патент 1979 года по МПК H02P9/34 H02K19/28 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах возбуждения синхронных мао1ин, преимущественно в высоковольтных синхронных генераторах с тлухозаземленной нейтралью.

Известны системы возбуждения синхронных машин, содержащие обмотку возбуждения, подключенную к последовательно соединенным диодному и тиристорному преобразователям, дополнительный источник питания, соединенный с тиристорным преобразователем,- и вольтодобавочный трехфазный трансформатор, первичная обмотКа которого образована нейтральными приводами якорной обмотки, а вторичная подключена к диодному преобразователю 1.

Однако при использовании этого устройства в высоковольтных синхронных генераторах с глухозаземленной нейтралью, оказывается, что вольтодобавочный трансформатор во всех режимах нагружен током нагрузки якорной обмотки. Это приводит к тому, габариты и вес трансформатора оказЕ)1ваются значительно вь1ще, чем это требуется по услорзиям поддержания тока возбуждения в аварийном режиме.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для возбуждения синхронной машины, содержащее синхронную машину с основной якорной обмоткой, соединенной в «звезду, доттолнитеЛьную трехфазную якорную обмотку, вольтодобавочный трансформатор, тиристорный преобразователь, к которому подключена дополнительная трехфазная якорная обмотка, диодный преобразователь, соединеный со вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора, причем между собой преобразователи соединены последовательно и подключены к обмотке возбуждения 2.

Однако описанное устройство обладает рядом недостатков. Наличие встроенного трехфазного возбудительного трансформатора усложняет конструкцию, а для гидрогенератора такая конструкция вообще не подходит, так как потребуется отдельная установка для этого трансформатора. Мощность трехфазного возбудительного трансформатора, а также диодного преобразователя выбирают такой, чтобы обеспечить потолок при , форсировании возбуждения из режима короткого замыкания.

Обмотка напряжения возбудительного трансформатора эквивалента выпрямительному трансформатору и является дополнительным элементом устройства возбуждения, снижаюишм его надежность. Кроме того, в возбудительном трансформаторе имеют место значительные потери.

Целью изобретения является повышение (адежиости и упрощение системы возбуждения.

Цель обеспечивается тем, что в предлагаемом устройстве вольтодобавочный трансформатор выполнен однофазным, а его первичная обмотка включена между нейтралью якорной обмотки и «землей.

Такое включение трансформатора позволяет обеспечить работоспособность систеMhi возбуждения высоковольтного синхронного генератора при несимметричных однофазных и двухфазных «коротких замыканиях на «землю.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагае.мого устройства.

Устройство для возбуждения высоковольтной синхронной машины содержит основную обмотку 1 якоря, соединенную в «звезду, дополнительную обмотку 2 якоря, соединенную с тиристорным преобразователем 3, управляющим током возбуждения обмотки 4 генератора, однофазный вольтодобавочный трансформатор 5, первичная обмотка которого включена между нейтралью основной якорной обмотки и «землей, а вторичная обмотка подключена к диодному преобразователю 6, который включен последовательно с тиристорным преобразователем 3 в цепь первичной обмотки трансформатора возбуждения.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы возбуждение синхронной машины обеспечивается допрлнительрюй обмоткой, подключенной к управляемому тиристорному нреобразователю 3. Напряжение на вторичной обмотке вольтодобаЕючпого трансформатора 5 равно нулю, так как при симметричной нагрузке отсутствуют токи «нулевой последовательности при возникновении однофазного или двухфазного короткого замыка1гия на «землю, воз((икает необходимость в форсировании тока возбуждения генератора.

В этом случае между нейтралью синхронной магнины в заземляюн1ем проводе начинает протекать ток нулевой составляющей, который начинает -наводить ЭДС во вторичной обмотке трансформатора 5, обеспечивая форсировку тока возбуждения.

Таким образом, устройство возбуждения синхронного высоковольтного генератора с дополнительной обмоткой и однофазным последовательным вольтодобавочным трансфор.матором, включенны.м в заземляющую нейтраль генератора, позволяет умень нить .мощность последовательного вольтодобавочного трансформатора и тиристорного преобразователя, уменьщить количество оборудования (отсутствует возбудительный трансформатор), упростить эксплуатацию оборудования устройства возбуждения. Включение однофазного последовательного трансформатора в заземляющий нейтральный провод основной обмотки статора позволяет обеспечить более высокую надежность по условиям динамической устойчивости но сравнению с системой возбуждения без последовательных трансформаторов. Цри однофазных идвухфазных «на землю коротких за.мыканиях,- которые составляют93% первичных повреждений, обеспечивается потолочное напряжение.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения высоковольтной синхронной машины, содержащее основную якорную обмотку, соединенную в «звезду, дополнительную трехфазную якорную обмотку, вольтодобавочный трансформатор, тиристорный преобразователь, к которому подключена дополнительная трехфазная якорная обмотка, диодный преобразователь, соединенный со вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора, нриче.м между.собой преобразователи соединены последовательно и подключены к обмотке возбуждения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения системы возбуждения, волнодобавочный трансформатор выполнен однофазным, а его первичная обмотка включена между нейтралью якорной обмотки и «землей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Глебов И. А. и др. «Синхронные генераторы, М., «Энергия, 1972., с. 89, рис.55.

2.Патент США № 3702965, кл. 322-75, 1972.