Электромашинные системы возбуждения с возбудителем постоянного тока

Здесь возбудителем служит генератор постоянного тока, который в зависимости от схемы питания его обмотки возбуждения работает или по схеме самовозбуждения (рис. 20.14), или по схеме независимого возбуждения. В последнем случае устанавливают вторую машину постоянного тока — подвозбудитель. Для возбуждения синхронных генераторов распространение получила схема с самовозбуждением возбудителя как более простая и надежная в эксплуатации. Регулирование тока возбуждения генератора осуществляет автоматический регулятор возбуждения путем, изменения тока возбуждения возбудителя.

Электромашиниую систему возбуждения, в которой возбудитель непосредственно сочленен с валом возбуждаемой машины, принято называть прямой, а электромашинную систему возбуждения, в которой привод возбудителя осуществляется от электродвигателя (независимоот источника его питания), — косвенной.

Электромашинная система возбуждения с возбудителем постоянного тока:

а — независимое прямое возбуждение; б — независимое косвенное возбуждение; в — зависимое косвенное возбуждение; М — двигатель; GA — вспомогательный генератор; Y — соединительная муфта

Рис. 20.15

При прямом возбуждении (рис.20.15, а) возбудитель приводится во вращение непосредственно от вала генератора. Такая система возбуждения имеет ряд достоинств: ввиду большой инерции агрегата турбина - генератор частота вращения возбудителя при КЗ практически остается неизменной; система содержит небольшое количество оборудования и поэтому обладает достаточной надежностью и небольшой стоимостью. Основными недостатками схемы возбуждения являются следующее: ремонт и ревизия возбудителя возможны только при остановленном генераторе; система возбуждения не может быть использована для возбуждения мощных генераторов. По условиям надежной коммутации и механической прочности коллектора предельная мощность электромашинных возбудителей постоянного тока при частоте вращения 750 об/мин составляет 2500 - 3600 кВт, а при частоте 3000 об/мин снижается до 300 - 500 кВт, что соответствует мощности возбуждения турбогенератора 110-160 МВт. Предельная мощность тихоходных возбудителей ограничена размерами возбудителя и скоростью нарастания напряжения.

Поэтому прямая электромашинная система возбуждения нашла применение только для турбо- и гидрогенераторов небольшой мощности.

При косвенном возбуждении возбудитель приводится во вращение двигателем, который может быть подключен или к вспомогательному синхронному генератору, установленному вместе со своим возбудителем на общем валу с генератором (рис. 20.15, б), или к шинам системы СН (рис. 20.15, в). В первом случае систему часто называют независимой, во втором — зависимой. Установка отдельного двигателя позволяет выбрать рациональную частоту вращения возбудителя, при которой может быть изготовлен возбудитель требуемой мощности и размеров. Однако такая система возбуждения сложнее прямой системы, поэтому обладает меньшей надежностью, а при присоединении электродвигателя к шинам СН она оказывается чувствительной к изменениям напряжения во внешней сети. При кратковременных снижениях напряжения (продолжительность определяется временем отключения места повреждения) поддержание частоты вращения и соответственно напряжения возбудителя в нужных пределах обеспечивается путем установки маховика, повышающего механическую постоянную времени агрегата двигатель — возбудитель. Косвенная независимая система возбуждения применена в основном только для тихоходных гидрогенераторов небольшой мощности, а косвенная зависимая система возбуждения с маховиком — для возбуждения синхронных компенсаторов, капсульных генераторов, а также для резервного возбуждения генераторов.

Электромашинная система возбуждения с возбудителем постоянного тока характеризуется большими постоянными времени _е (0,3—0,6 с), небольшими потолками по напряжению (не более ) и соответственно небольшими скоростями подъема возбуждения. Учитывая также указанные ранее недостатки, в настоящее время ее заменяют более совершенными системами, которые приводятся ниже.