Особенности перевода возбуждения генератора с основного возбудителя на резервный

В статье рассматривается проблема резервирования возбудителя синхронного генератора, а также описывается процесс перевода возбудителя с основного агрегата на резервный.

Ключевые слова: генератор, возбуждение, регулирование, резервирование.

При эксплуатации синхронных генераторов часто возникает проблема повышения надежности его системы возбуждения. Одним из наиболее действенных способов добиться этого является резервирование — установка агрегата резервного возбуждения.

Агрегат резервного возбуждения состоит из асинхронного электродвигателя и генератора постоянного тока, на общем палу которых расположен тяжелый маховик, сохраняющий за счет механической энергии примерно постоянной частоту вращения агрегат a при кратковременных снижениях напряжения в сети питания электродвигателя агрегата. Резервные возбудители, как правило, имеют релейную форсировку возбуждения, действующую при глубоких снижениях напряжения на выводах генератора. Основной и резервный возбудители отключаются и подключаются к ротору турбогенератора автоматами с дистанционным управлением.

Перевод генератора с основного на резервный возбудитель без отключения генератора можно производить:

а) в нормальных режимах при синхронной работе генератора;

б) в аварийных режимах с кратковременным переводом турбогенератора в асинхронный режим и последующей ресинхронизацией.

Перевод турбогенератора с основного на резервный возбудитель осуществляется проведением перечисленных ниже операций в указанной последовательности:

1. Запускается агрегат резервного возбуждения и устанавливается на его генераторе напряжение приблизительно на 10 % выше напряжения работающего основного возбудителя.
2. Включается автомат резервного возбудителя и отключается автомат основного возбудителя. При включении автомата его третьим контактом закорачивается обмотка основного возбудителя (ОСВ). Закорачивание обмотки ОСВ имеет следующее назначение — в случае, когда при включении резервного возбудителя его напряжение окажется ниже напряжения основного работающего возбудителя, основной возбудитель начинает работать как генератор на нагрузку с малым сопротивлением якоря резервного возбудителя. Поэтому ток в обмотке ОСВ увеличивается, повышая соответственно возбуждение, которое в свою очередь увеличивает ток и т. д. Таким образом, получается лавинообразное повышение тока возбуждения, что может привести к повреждению как выпрямителя, так и якоря резервного возбудителя.
3. Затем при неизменном положении рукоятки автотрансформатора УАТ изменением сопротивления в цепи возбуждения резервного возбудителя корректируется режим реактивной нагрузки турбогенератора.
4. Отключается рубильник подвозбудителя.
5. С помощью накладок отключаются все цепи управления основным возбуждением и цепи управления автоматом гашения поля турбогенератора от основного возбудителя; осуществляется управление автоматическим гашением поля (АГП) от резервного возбудителя перевода возбуждения генератора с резервного возбудителя на основной проводятся операции в следующем порядке:

– Собирается и подготавливается схема системы основного возбуждения применительно к условиям ее работы в нормальном режиме турбогенератора.

– Проверяется исправность и правильность действия и сигнализации всех элементов в схеме возбуждения. Установочный автотрансформатор (УАТ) устанавливается в положение, при котором будет обеспечено напряжение основного возбудителя при последующей работе на ротор турбогенератора в условиях нормального режима, т. е. равное напряжению, которое поддерживается в данный момент находящимся в работе резервным возбудителем.

– Перед подключением автомата 1АВ основного возбудителя к шинам ротора турбогенератора контролируется напряжение и в основного возбудителя, которое должно быть несколько ниже напряжения работающего резервного возбудителя.

– Изменением в некоторых пределах положения УАТ проверяется управляемость основного возбудителя на холостом ходу, и УАТ возвращается в исходное положение.

– После выполнения предыдущих операций автоматом 1АВ основной возбудитель подключается к шинкам ротора турбогенератора (параллельно с автоматом 2АВ). При этом ток от резервного возбудителя пока не изменяется, а нагрузка включенного основного возбудителя пока остается равной нулю.

– Если при проведении всех описанных выше операций никаких ненормальностей не отмечается, то автоматом 2АВ отключается резервный возбудитель и возбуждение главного турбогенератора автоматически переводится на основной возбудитель. Аварийный перевод возбуждения турбогенератора с основного возбудителя на резервный с кратковременным переводом турбогенератора в асинхронный режим.

При допустимой кратковременной работе главного турбогенератора в асинхронном режиме операции его перевода с основного возбуждения на резервное производятся в следующем порядке:

1. Быстро снижается нагрузка турбогенератора до значения 40 % номинальной мощности генератора.
2. Отключается АТП с автоматическим включением в цепь ротора сопротивления Ra,c контактором Ka,c, включаемым вспомогательным контактом АТП. Турбогенератор переводится в асинхронный режим работы.
3. Включается в работу резервный возбудитель и возбуждается до напряжения, приближенно равного напряжению на роторе, имевшему место при работе основного возбудителя до отключения АТП.
4. Отключается автомат 1АВ и включается 2АВ соответственно основного и резервного возбудителей.
5. Включается автомат АТП, контактором Ka,c отключается Ra,c, и турбогенератор, как правило, втягивается в синхронизм; активная нагрузка на турбогенераторе может быть увеличена до нормальной.

После устранения неисправностей в системе основного возбуждения турбогенератор может быть переведен снова с резервного на основное возбуждение, как было описано выше.

Литература:

1. Автоматизация управления энергообъединениями/ Под ред. С. А. Совалева. — М.: Энергия, 1979, 430с.
2. Веников В. А., Литкенс И. В, Математические основы теории автоматического управления режимами энергосистем. — М.: Высшая школа, 1964, 202 с.
3. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины. М.: Энергия, 1980, 926 с.