Способ самовозбуждения синхронного генератора Советский патент 1981 года по МПК H02P9/38 

(54) СПОССЖ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО

. 1

Изобретение относится к эпёктричес/КИМ машинам, а именно к вопросам самовозбуждения синхронных генераторов питание обмотки возбуждения которых осуществляется с вьшодов генератора.

Известен способ самовозбуждения синхронного генератора, питание обмотки возбуждения которого осущестбпяется с выводов генератора через тиристорный преобразователь, заключающийся в том, что к обмотке возбуждения вращающегося гене ратора, предварительно намагннчениого, подключают тиристорный преобразователь fin.

Однако осуществление этого спосо,ба встречает затруднения, так как остаточное напряжение генератора обычно составляет 1-2 % от номинального напряжения, а для обеспечения самовозбуж дения по этому способу подмагничива- ние должно обеспечивать напряжение генератора не менее 5-7 % от номина- пьного. Такое подмагничивание осуществляется подачей в обмотт у возбуждения ГЕНЕРАТОРА

ПОСТОЯННОГО тока от независимого источника и осуществляется при каждом пуске генератора. Длительность подмагничивания - до 5 с.

Таким образом способ накладывает дополнительное требование к процессу пуска и самовозбуждения генератора и не обеспечивает автономности его работы.

10

Наиболее близким к предлагаемому является способ самовозбуждения синхронного генератора, питание обмотки возбуждения которого осуществляется с вьгаодов генератора через тиристог ISный преобразователь, заключающийся в том, что к обмотке возбуждения генератора имеющего остаточное намагничивание при скорости вращения генератора номинальной или близкой ей, подклю20чают параллельно тиристорному преобразователю вспомогательный выпрямитель с малым прямым падением напря- ения, и при достижении напряжением генератора заданного значения отключают вспомогательный вьшрямитель . Способ обеспечивает самовозбуждение генератора при остаточном нзпртжении 1-2 % от номинального, не требует независимого источника питан1ет обмотки возбуждения 2}. Однако известный способ самовозбуждения недостаточно надежен. При росте напряжения генератора и напря- женин на вхиде тиристорного преобразователя, :напряжение между анодом и катодом тиристоров преобразователя в прямом направлении не растет, так как он зашунтирован выпрямителем с . практически постоянным прямым падением напряжения, меньшим чем у тири- с торов, и потому недостаточным для отк рытия тиристоров. Поэтому, несмотоя на наличие управляюшего сигнала тиристорный преобразователь заперт и может открывачъся тол ко после отключения выпрямителя (здес под отключением понимается более общее понятие , так как Б частном случае Hanpraviep при отключении выпрямителя контактором, включение тиристорного преобразователя может троизойти в про цессе горения дуги, т.е. после механического отключения контактора, но до электрического разрьша цепи). То обстоятельство, что тиристорный преобразователь открывается после пщ в процессе отключения вьшрямителя, приводит к более тяжелым условиям отключения выпрямителя (величине дуги), а в отдельиьис случаях к перенапря жениям на обмотке возбуждения и срыву процесса самовозбуждения. Цель изобретения - повышение надеж ности процесса самовозбуждения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу самовозбуждения синхронного генератора, обмотка возбуж дения которого подключена к вьтодам генератора через тиристорный преобразователь путем подключения к обмот- КБ возбуждения генератора, при скорост вращения генератора, находящейся в заданном диапазоне отклонений от номин льной параллельно тиристорно.му преобразователю вспомогательного вьшрямит пя с малым . прямым падением напр51л ния, и последующего отключения вспомогательного . вдзшрямителя, с рос , том напряжения генератора повышают напряжение между анодом и катодом каждого тиристора преобразователя в прямом направлении до величины, превы шающей пороговое напряжение тиристоров, а затем прюизводят отключение /вспомогательного выпрямителя. На чертеже изображена принципиальная схема синхронного генератора, осуществляющая предлагаемый способ. К выводам синхронного генератора 1 через трансформатор 2 подключен тиристорный преобразователь 3. Управление тйрис-Лэрами 4 преобразователя 3 осуществляется от системы 5 управления. Выход преобразователя 3 подключен к обмотке 6 возбуждения синхронного генератора 1. На вход преобразователя 3 подключен через ключ (контактор) 7 вход выпрямителя 8. Выход вьшрямителя 8 через резисторы 9 и 10 и ключ (контактор) 11 подключен параллельно выходу преобразователя 3 . Процесс самовозбуждения протекает следующим образом. При вращении генератора 1, за счет наличия остаточного намагничивания в его магнитной системе, на выводах генератора 1, а следовательно, и на выходе преобразователя 3 появляется напря-к жение . Величина его меньще порогового напряжения тиристоров 4, а также не достаточна для устойчивого управления тиристорами 4, вслецсгвие чего тиристоры 4 заперты и генератор 1 не возбуждается. При включении ключей 7 и 11 остаточное напряжение генератора 1 подается на вход выпрямителя 8. Поскольку пороговое напряжение выпрямителя 8 меньше порогового напряжения тиристоров 4, через вьшрямитель 8, резисторы 9 и 10 в обмотке 6 свозбуждения протекает ток, обусловленный наличием остаточного напряжения. Этот ток увеличивает магнитный поток генерато эа 1, Напряжение генератора 1 растет , что приводит к дая1гнейшему увеличению тока, протекающего через выпрямитель 8 в обмотку 6 возбуждения. С ростом напряжения генератора 1, а значит, и тока, протекающего через выпрямитель 8, увеличивается падение напряжения на резисторах 9 и 10, слеаовательно, увеличивается напряжение между анодом и катодом каждого тиристора 4 ( в катодной груп - , ie - напряжение между точками а и в, в анодной группе тиристоров 4 - напряжение между точками а и б).. В определенный момент времени (при определенном напряжении генератора 1)

прямое напряжение между анодом и катодом тиристора 4 больше пороговсго напряжения тиристора 4, а на управляющий электрод тиристоров 4 поданы :управлякицие импульсы от системы 5 управления. Тиристоры 4 открываются. Через них течет часть тока возбуждения. При заданном напряжении генератора 1 контакторы 7 и 11 отключаются. Поскольку тиристорный преобразователь 3 уже включен, дальнейший процесс самовозбуждения протекает устойчиво.,

Таким образом обеспечивается надежность процесса самовозбуждения.

Кроме того, благодаря включению тиристорного преобразователя 3 до отклк чения вьшрямителя 8, отключение контакторов 7 и 11 происходит в благоприя1 ных условиях, практически без образования дуги.

Элементы, обеспечивающие рост прямого напряжения на тиристорах 4 при возрастании напряжения генератора 1 (в данном примере резисто). 9 и 1О), осуществляют ограничение тока через вьшрямитель 8, что облегчает работу контакторов 7 и 11, а при отказе в отключении контакторов 7, и 11 препятствует чрезмерному повышению напряжения генератора 1 .

Таким образом, предлагаемый рпособ позволяет повысить надежность самовозбуждения генератора, практически исключить возможность срьта процесса самовозбуждения при отключении неуправляемого вьшрямителя. Кроме того, реализация этого способа, обеспеч вая высокую надежность самовозбуждения, позволяет добиться большой aBTOHavности управления генератором, чем в большинстве известных систем возбуждения.

Упрощается работа атшарату пы управления, в частности контакторов, ПОДКЛКУчакядих вспомогательный неуправляемый выпрямитель пар;аллельно тир1к;торнаму преобразователю, и снижается требование к этой апца)эатуре,

Изобретение позволяет повысить напежность работы генератора и упростить схему управления генератором.

Формула изобретения

Способ самовозбуждения синхронного генератора, обмотка возбуждения которого подключена к выводам генератора через тиристорный преобразователь путем подключения к обмотке возбуждения генератора, при скорости вращения генератора, находящейся в заданном циапазоне отклонения от номинальной параллельно тиристорному преобразователю вспомогательного вьшрямителя jc малым прямым падением напряжения, и пос ледующего отключения вспомогательного выпрямителя, отличающийся тем, что с ростом напряжения генератора псдаьшают напряжение между анодом и катодом каждого тиристора в прямом направлении до величины, превьппакшей пороговое напряжение тиристоров, а затем производят отключение вспЬмогательногв выпрямителя..

Источники инфо1 ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Синхронные генераторы. Обзор докладов на ХХШ сессии СИГРЭ 1970 г;, М., Энергия, с, 89, 1972.

2. Авторское свидетельство рССР N9 5593524клГн О2 Р 9/32, 1975 (прототип).

Ю

/ /