0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое форсировка возбуждения синхронного двигателя

Возбуждение синхронных генераторов

Обмотки роторов синхронных генераторов получают питание от специальных источников постоянного тока, называемых возбудителями.

Мощность возбудителей составляет 0,3-1% мощности генератора, а номинальное напряжение — от 100 до 650 В. Чем мощнее генератор, тем обычно больше номинальное напряжение возбуждения.

Современные схемы возбуждения кроме возбудителя содержат большое количество вспомогательного оборудования. Совокупность возбудителя, вспомогательных и регулирующих устройств принято называть системой возбуждения.

Электрическое соединение возбудителя с обмоткой ротора генератора выполняется преимущественно при помощи контактных колец и щеток. Созданы и применяются бесщеточные системы возбуждения.

Системы возбуждения должны быть надежными и экономичными, допускать регулирование тока возбуждения в необходимых пределах, быть достаточно быстродействующими, а также обеспечивать потолочное возбуждение при возникновении аварии в сети.

Регулируя ток возбуждения, изменяют напряжение синхронного генератора и отдаваемую им в сеть реактивную мощность. Регулирование возбуждения генератора позволяет повысить устойчивость параллельной работы.

При глубоких снижениях напряжения, которые имеют место, например, при коротких замыканиях, применяется форсировка (быстрое увеличение) возбуждения генераторов, что способствует прекращению электрических качаний и сохранению устойчивости параллельной работы генераторов. Кроме того, быстродействующее регулирование и форсировка возбуждения повышают надежность работы релейной защиты и облегчают условия самозапуска электродвигателей собственных нужд электростанций.

Рис.1. Изменение напряжения возбуждения при форсировке

Важнейшими характеристиками систем возбуждения являются: быстродействие, определяемое скоростью нарастания напряжения на обмотке ротора при форсировке V = 0,632(Uf,пот — Uf,ном) / Uf,номt1 (рис.1), и отношение потолочного напряжения к номинальному напряжению возбуждения Uf,пот / Uf,ном = kф — так называемая кратность форсировки.

Согласно ГОСТ турбогенераторы должны иметь kф≥2, а скорость нарастания возбуждения не менее 2 1/с. Кратность форсировки для гидрогенераторов должна быть не менее 1,8 для коллекторных возбудителей, соединенных с валом генератора, и не менее 2 для других систем возбуждения. Скорость нарастания напряжения возбуждения должна быть не менее 1,3 1/с для гидрогенераторов до 4 MBА включительно и не менее 1,5 1/с для гидрогенераторов больших мощностей.

Для мощных гидрогенераторов, работающих на дальние электропередачи, к системам возбуждения предъявляется более высокое требование (kф=3-4, скорость нарастания возбуждения до 10Uf,ном в секунду).

Обмотка ротора и системы возбуждения генераторов с косвенным охлаждением должны выдерживать двукратный по отношению к номинальному ток в течение 50 с. Для генераторов с непосредственным охлаждением обмоток ротора это время сокращается до 20 с, для генераторов 800-1000 МВт принято время 15 с, 1200 МВт — 10 с (ГОСТ533-85Е).

Системы возбуждения генераторов можно разделить на две группы: независимое возбуждение и самовозбуждение (зависимое возбуждение).

К первой группе относятся все электромашинные возбудители постоянного и переменного тока, сопряженные с валом генератора. Вторую группу составляют системы возбуждения, получающие питание непосредственно от выводов генератора через специальные понижающие трансформаторы. К этой группе могут быть отнесены системы возбуждения с отдельно установленными электромашинными возбудителями, приводимыми во вращение электродвигателями переменного тока, которые получают питание от шин собственных нужд электростанций.

Независимое возбуждение генераторов

Независимое возбуждение генераторов получило наибольшее распространение. Основное достоинство этого способа состоит в том, что возбуждение синхронного генератора не зависит от режима электрической сети и поэтому является наиболее надежным.

На генераторах мощностью до 100 МВт включительно применяют, как правило, в качестве возбудителя генератор постоянного тока, соединенный с валом синхронного генератора (рис.2).

Рис.2. Принципиальная схема независимого электромашинного возбуждения генератора

Возбуждение самого возбудителя выполнено по схеме самовозбуждения (обмотка возбуждения возбудителя LGE питается от якоря самого возбудителя). Регулирование возбуждения возбудителя осуществляется вручную шунтовым реостатом RR, установленным в цепи LGE, или автоматически регулятором возбуждения АРВ.

Недостатки системы возбуждения с генератором постоянного тока определяются в основном недостатками самого возбудителя. Одним из недостатков является сравнительно невысокая скорость нарастания возбуждения, особенно у возбудителей гидрогенераторов, которые имеют низкую частоту вращения (V=1-2 1/с).

Другой недостаток рассматриваемой системы возбуждения характерен для турбогенераторов, имеющих большую частоту вращения. Он обусловлен снижением надежности работы генератора постоянного тока из-за вибрации и тяжелых условий работы щеток и коллектора (условий коммутации).

Для турбогенераторов мощностью выше 165 МВт мощность возбуждения становится настолько значительной, что выполнить надежно работающий генератор постоянного тока на частоту вращения 3000 об/мин по условиям коммутации становится затруднительным.

Для снижения частоты вращения возбудителя с целью повышения надежности его работы иногда выполняют соединение возбудителя с валом генератора через редуктор. Такая система была применена для ряда турбогенераторов, в том числе и для генераторов ТГВ-300 и ТВМ-300. Недостатком этой системы возбуждения является наличие дополнительной механической передачи.

Для возбуждения крупных генераторов в СССР применяются системы возбуждения с полупроводниковыми выпрямителями.

В системе возбуждения с использованием полупроводниковых выпрямителей с валом турбогенератора сочленен вспомогательный генератор, напряжение которого выпрямляется и подводится к обмотке ротора турбогенератора (рис.3).

Рис.3. Принципиальная схема высокочастотного возбуждения турбогенератора

В качестве вспомогательного генератора применяется высокочастотный генератор индукторного типа. Такой генератор не имеет обмотки на вращающемся роторе, что повышает его надежность в эксплуатации. Повышенная частота (500 Гц) позволяет уменьшить габариты и повысить быстродействие системы возбуждения.

Индукторный высокочастотный генератор-возбудитель ВГТ имеет три обмотки возбуждения, расположенные вместе с трехфазной обмоткой переменного тока на неподвижном статоре. Первая из них LGE1 включается последовательно с обмоткой ротора основного генератора LG и обеспечивает основное возбуждение ВГТ. Благодаря включению LGE1 последовательно с обмоткой ротора основного генератора обеспечивается резкое увеличение возбуждения ВГТ при коротких замыканиях в энергосистеме вследствие броска тока в роторе. Обмотки IGE2 и LGЕЗ получают питание от высокочастотного подвозбудителя GEA через выпрямители. Подвозбудитель (высокочастотная машина 400 Гц с постоянными магнитами), как и вспомогательный генератор ВГТ, соединен с валом турбогенератора.

Регулирование тока в LGE2 и LGE3 осуществляется с помощью двух устройств — соответственно регуляторов электромагнитного типа АРВ (автоматический регулятор возбуждения) и УБФ (устройство бесконтактной форсировки возбуждения).

Устройство АРВ обеспечивает поддержание напряжения генератора в нормальном режиме работы изменением тока в обмотке LGE2. Устройство УБФ обеспечивает начальное возбуждение генератора и его форсировку при снижении напряжений более чем на 5%.

Высокочастотная система возбуждения обеспечивает kф=2 и скорость нарастания напряжения возбуждения не менее 2 1/с.

Рис.4. Принципиальная схема независимого тиристорного возбуждения генераторов

Принципиальная схема системы независимого тиристорного возбуждения (ТН) представлена на рис.4. На одном валу с генератором G располагается синхронный вспомогательный генератор GE, который имеет на статоре трехфазную обмотку с отпайками. В схеме, показанной на рис.4, имеются две группы тиристоров: рабочая VS1 и форсировочная VS2. На стороне переменного тока они включены на разное напряжение, на стороне постоянного тока — параллельно. Возбуждение генератора в нормальном режиме обеспечивает рабочая группа тиристоров VS1, которые открываются подачей на управляющий электрод соответствующего потенциала.

Форсировочная группа при этом почти закрыта. В режиме форсировки возбуждения тиристоры FS2, питающиеся от полного напряжения вспомогательного генератора, открываются полностью и дают весь ток форсировки. Рабочая группа при этом запирается более высоким напряжением форсировочной группы.

Рассмотренная система имеет наибольшее быстродействие по сравнению с другими системами и позволяет получить kф>2. Системы независимого тиристорного возбуждения нашли широкое применение. Ранее, до освоения отечественной промышленностью производства тиристоров достаточной мощности, по аналогичным схемам выполнялись схемы ионного независимого возбуждения (ИН), где применялись ртутные вентили с сеточным управлением.

Все генераторы с рассмотренными выше возбудителями имеют специальную конструкцию для подвода тока к обмотке ротора. Она представляет собой контактные кольца на валу ротора, к которым ток подводится с помощью щеток. Такая контактная система недостаточно надежна. Этот недостаток особенно проявляется при токах возбуждения 3000 А и более (генераторы мощностью 300 МВт и больше).

Перспективной, особенно для турбогенераторов большой мощности, является система бесщеточного возбуждения, не обладающая указанными недостатками. В этой системе возбуждения, сущность которой поясняет рис.5, нет подвижных контактных соединений.

Рис.5. Принципиальная схема бесщеточного возбуждения генераторов

Источником энергии для питания обмотки ротора LG является вспомогательный синхронный генератор GE. Этот генератор выполнен по типу обратимых машин, т.е. обмотка переменного тока расположена на вращающейся части, а обмотка возбуждения неподвижна. Возбуждение генератора GE осуществляется от возбудителя GEA.

Читать еще:  Характеристика двигателя аир 112м2

Ток от вращающейся обмотки переменного тока вспомогательного генератора подводится через проводники, закрепленные на валу, к вращающемуся полупроводниковому (обычно кремниевому) выпрямителю. Выпрямленный ток подводится непосредственно к обмотке возбуждения основного генератора.

Регулирование тока возбуждения в обмотке ротора LG производится изменением тока в обмотке возбуждения вспомогательного генератора LGE.

Вращающийся полупроводниковый преобразователь VD снаружи закрывается звукопоглощающим кожухом.

Система бесщеточного возбуждения интенсивно совершенствуется и является перспективной для генераторов всех типов, особенно для турбогенераторов большой мощности (300-1200 МВт).

Системы самовозбуждения

Системы самовозбуждения менее надежны, чем системы независимого возбуждения, поскольку в них работа возбудителя зависит от режима сети переменного тока. Короткие замыкания в сети, сопровождающиеся понижением напряжения, нарушают нормальную работу системы возбуждения, которая именно в этих случаях должна обеспечить форсировку тока в обмотке ротора генератора.

Рис.6. Принципиальная схема зависимого электромашинного возбуждения

Принципиальная схема возбуждения синхронного генератора с электромашинным возбудительным агрегатом показана на рис.6. Возбудительный агрегат состоит из асинхронного двигателя М, питающегося от шин собственных нужд электростанции и генератора постоянного тока GE. Для повышения надежности работы возбудительного агрегата при форсировке возбуждения асинхронный двигатель, вращающий возбудитель GE, выбирается с необходимой перегрузочной способностью.

Такие возбудительные агрегаты получили широкое распространение на электростанциях в качестве резервных источников возбуждения.

Рис.7. Принципиальная схема полупроводникового самовозбуждения

Один из возможных вариантов схем самовозбуждения с полупроводниковыми преобразователями представлен на рис.7.

Основными элементами схемы являются: две группы полупроводниковых преобразователей — неуправляемые вентили VD и управляемые VS, трансформатор силового компаундирования ТА и выпрямительный трансформатор ТЕ.

Неуправляемые вентили VD получают питание от трансформаторов ТА, вторичный ток которых пропорционален току статора генератора, управляемые вентили VS получают питание от трансформатора ТЕ, вторичное напряжение которого пропорционально напряжению генератора.

Вентили VD, ток которых пропорционален току статора генератора, обеспечивают возбуждение машины при нагрузке и форсировку возбуждения при коротких замыканиях. Мощность вентилей VS рассчитывают таким образом, чтобы она была достаточна для возбуждения генераторов на холостом ходу и для регулирования возбуждения в нормальном режиме. В номинальном режиме неуправляемые вентили обеспечивают 70-80% тока возбуждения генератора. При надлежащем выборе параметров система полупроводникового самовозбуждения по своим свойствам приближается к системе независимого тиристорного (ионного) возбуждения и поэтому применяется на мощных синхронных машинах. Ранее промышленность широко выпускала системы ионного самовозбуждения с ртутными вентилями.

Что такое форсировка возбуждения синхронного двигателя

В настоящем стандарте приведены имеющие рекомендательный характер методические указания (МУ) по расчету уставок защит синхрон ных и а синхрон ных электро двигател ей напряжением 6 – 10 кВ.

МУ составлены в соответствии с требованиями и рекомендациями, изложенными в ПУЭ [1] , с учётом особенностей построения и функционирования цифровых устройств релейной защиты БМРЗ, а так же опыта их эксплуатации. При разработке МУ учитывался подход и практика, принятая в отечественной электроэнергетике.

В МУ дан комплексный подход к расчету уставок:

ПУЭ. Правила устройств электроустановок ›› ГЛАВА 5.2. ПУЭ. ГЕНЕРАТОРЫ И СИНХРОННЫЕ КОМПЕНСАТОРЫ

ПУЭ. Правила устройств электроустановок ›› Глава 5.3. ПУЭ. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ И ИХ КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ

Каталог микропроцессорных защит ›› Защита а синхрон ных и синхрон ных двигател ей БМРЗ- ДА( ДС)

Купить реле

Блоки БМРЗ-ДА защиты электро двигател я предназначены для выполнения функций защиты и автоматики а синхрон ных и синхрон ных электро двигател ей напряжением 6-10 кВ, а также кабельных линий напряжением 3-10 кВ. Блоки имеют несколько исполнений, отличающихся набором функций защит, и организацией функций автоматики, которые уточняются при заказе.

Функции
Максимальная токовая защита.
Защита от замыканий на землю.
Защита от несимметричных режимов.
Индивидуальная защита минимального напряжения и защита от обрыва фазы.
Минимальная токовая защита от потери нагрузки.
Защита от блокировки ротора и затянутого пуска.
Тепловая модель.
Запрет пуска перегретого двигател я.
Ограничение количества пусков.
Контроль активной и реактивной мощности.
Резервирование отказов выключателя.
Сигнал для логической защиты шин.
Автоматическое повторное включение двигател я.
Регистрация временной диаграммы пусков (самозапусков).

Основы электротехники ›› 130. Устройство и работа синхрон ного двигател я

Синхронный генератор можно заставить работать в качестве электрического двигател я. Такой двигател ь будет называться синхрон ным. Наибольшее распространение получили трехфазные синхрон ные двигател и. У них обмотка статора питается трехфазным переменным током, а обмотка ротора подключается к источнику постоянного напряжения.

Основы электротехники ›› 200. Способы пуска синхрон ных двигател ей

Одним из главных недостатков синхрон ных двигател ей является сложность их пуска в ход. Пуск синхрон ных двигател ей может быть осуществлен при помощи вспомогательного пускового двигател я или путем а синхрон ного пуска.

Файл-архив ›› Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Ульянов С. А.

В книге рассмотрены электромагнитные переходные процессыв электрических системах и дацы методы их расчета. Применение методов иллюстрировано числовыми практическими примерами.

Основные сведения об электромагнитных переходных процессах
Общие указания к выполнению расчетов
Глава третья. Переходный процесс в простейших трехфазных цепях
Глава четвертая. Переходный процесс в неподвижных магнитно связанных цепях
Установившийся режим короткого замыкания
Начальный момент внезапного нарушения режима
Глава седьмая. Уравнения электромагнитного переходного процесса синхрон ной машины
Глава восьмая. Форсировка возбужден ия и раз возбужден ие синхрон ной машины
Внезапное короткое замыкание синхрон ной машины
Глава десятая. Практические методы расчета переходного процесса короткого замыкания
Основные положения в исследовании несимметричных переходных процессов
Глава двенадцатая. Параметры элементов для токов обратной и нулевой последовательностей
Схемы отдельных последовательностей
Однократная поперечная несимметрия
Однократная продольная не симметрия
Сложные виды повреждений
Глава семнадцатая. Замыкания в распределительных
сетях и системах электроснабжения
Глава восемнадцатая. Короткие замыкания в длинных линиях передачи переменного тока
Влияние качаний синхрон ных машин на протекание электромагнитного переходного процесса

Файл-архив ›› Системная автоматика. Барзам А. Б.

ПУЭ. Правила устройств электроустановок ›› Глава 1.8. ПУЭ-6. НОРМЫ ПРИЕМО-СДАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ПУЭ. Правила устройств электроустановок ›› Глава 3.3. ПУЭ-6. АВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА

Файл-архив ›› Противоаварийная автоматика в узлах нагрузки с синхрон ными электро двигател ями большой мощности. Часть 1, часть 2. Беляев А. В. Библиотека электротехника

Рассмотрены аварийные режимы, возникающие в узлах нагрузки с мощными синхрон ными электро двигател ями, особенности выполнения противоаварийной автоматики и защит в этих узлах. Приведены рекомендации по выбору схем и рабочих уставок электромеханических и цифровых устройств автоматики и защиты .
Книга из серии Библиотечка электротехника. 116 выпуск, 117 выпуск

Содержание
ГЛАВА 1. Краткая характеристика узлов нагрузок с синхрон ными электро двигател ями СД .
ГЛАВА 2. Режим потери питания .
ГЛАВА 3. Защита от потери питания .
ГЛАВА 4. Режим потери устойчивости
ГЛАВА 5. Опережающее отключение синхрон ными электро двигател ями СД при потере устойчивости. .
ГЛАВА 6. Защита минимального напряжения .
ГЛАВА 7. Выбор автоматики восстановления питания
ГЛАВА 8. АПВ питающих линий .
ГЛАВА 9. Автоматическое включение резервного питания
ГЛАВА 10. АПВ синхрон ных электро двигател ей
ГЛАВА 11. Блокировка АЧР при потере питания
ГЛАВА 12. Предотвращение некоторых неправильных действий автоматики
12.1. Предотвращение излишних отключений СД с бесщеточными возбудителями серии БВУ и срывов АПВ СД
12.2. Предотвращение потери собственных нужд 0,4 кВ при самозапуске СД
12.3. Предотвращение несанкционированной подачи возбужден ия
ГЛАВА 13. Особенности выполнения защит на подстанциях с синхрон ными электро двигател ями СД
13.1. О выполнении МТЗ вводов от трансформатора .
13.2. О выполнении защит отходящих от шин питания СД линий
13.3. О согласовании МТЗ по чувствительности
13.4. О выполнении МТЗ трансформатора со стороны ВН .
13.5. О защите СД при неполнофазном режиме
13.6. О выполнении защиты шин 6 (10) кВ .
13.7. О заземлении нейтрали сети питания СД .
Приложение. Условные обозначения логических схем

Файл-архив ›› Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. Крючков И.П., Неклепаев Б.Н., Старшинов В.А.

Рассмотрены методы расчета коротких замыканий в электроэнергетических системах при различных режимах и условиях и методы выбора и проверки электрооборудования; электромагнитные переходные процессы в основных элементах электроэнергетических систем, вызванных короткими замыканиями, форсировк ой возбужден ия синхрон ных машин и др. Приведены методы анализа несимметричных режимов трехфазных электрических цепей и параметры составляющих элементов электроэнергетических систем по отношению к токам прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Читать еще:  Водяные датчики температуры двигателя 406

Содержание
Глава 2 Расчетные условия коротких замыканий
Глава 3 Составление расчетной схемы и схемы замещения
Глава 4 Параметры элементов расчетных схем, необходимые для расчета коротких замыканий
Глава 5 Расчет коротких замыканий в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ
Глава 6 Расчет коротких замыканий в электроустановках переменного и постоянного токов напряжением до 1 кВ
Глава 7 Расчет электродинамического воздействия токов короткого замыкания на проводники и электрооборудование
Глава 8 Расчет термического воздействия токов короткого замыкания на проводники и электрооборудование
Глава. 9 Методы и средства ограничения токов короткого замыкания
Глава 10 Выбор и проверка электрических аппаратов и проводников
Глава 11 Расчет коротких замыканий на компьютере
Глава 12 Устройства защитного отключения — эффективное электрозащитное средство

Файл-архив ›› Защита а синхрон ных электрических двигател ей напряжением 0,4 кВ. Соловьев А. Л. Библиотека электротехника

Изложены принципы построения, выполнения и выбора уставок защит электро двигател ей напряжением 0,4 кВ, работающих в системах собственных нужд электрических станций и на промышленных предприятиях.
В приложении приведена методика, составленная канд. техн. наук, доцентом А. В. Беляевым для выбора параметров срабатывания (уставок) микропроцессорного реле БМРЗ-0,4, обеспечивающего дальнее резервирование отказов автоматических включателей при междуфазных и однофазных КЗ в сетях 0,4 кВ.
Книга из серии Библиотечка электротехника. 99 выпуск

ГЛАВА ПЕРВАЯ. Основные характеристики а синхрон ных электрических двигател ей.
ГЛАВА ВТОРАЯ.Требования, предъявляемые к устройствам защиты электрических двигател ей с напряжением питания 0,4 кВ
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Защита электрических двигател ей плавкими предохранителями.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Защита а синхрон ных двигател ей автоматическими выключателями
ГЛАВА ПЯТАЯ. Защита электро двигател ей от коротких замыканий вторичными электромеханическими реле косвенного действия
ГЛАВА ШЕСТАЯ. Устройства контроля сопротивления заземления корпуса электро двигател я.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ. Предпусковой контроль сопротивления изоляции электрических двигател ей
ГЛАВА ВОСЬМАЯ. Микроэлектронные и микропроцессорные защиты электро двигател ей
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ. Принципы выполнения релейной защиты трансформаторов собственных нужд ТСН-6,3/0,4 кВ (10/0,4 кВ) и кабельных сетей 0,4 кВ.

Файл-архив ›› Защита а синхрон ных двигател ей до 500В. Зимин Е.Н.

Основы электротехники ›› 119. Вращающий момент а синхрон ного двигател я

На величину вращающего момента а синхрон ного двигател я большое влияние оказывает сдвиг фаз между током I2 и э. д. с. E2S ротора.

Основы электротехники ›› 120. А синхрон ный двигател ь с короткозамкнутым ротором

А синхрон ный двигател ь с короткозамкнутым ротором (фиг. 225, 226) является самым распространенным из электрических двигател ей, применяемых в промышленности.

Основы электротехники ›› 121. А синхрон ный двигател ь с фазным ротором

Анализируя недостатки а синхрон ных двигател ей с коротко-замкнутым ротором, следует отметить трудность регулировки скорости вращения этих двигател ей и большой пусковой ток у них. Вот основные причины, которые привели к тому, что наряду с а синхрон ными двигател ями с короткозамкнутым ротором применяются еще а синхрон ные двигател и с фазным ротором.

Основы электротехники ›› 122. Свойства а синхрон ных двигател ей и области их применения

Преимущества а синхрон ных электро двигател ей с коротко-замкнутым ротором: 1) приблизительно постоянная скорость при разных нагрузках; 2) возможность большой перегрузки; 3) простота конструкции; 4) простота пуска и возможность его автоматизации; 5) более высокие и к. п. д., чем у двигател ей с фазным ротором.

Основы электротехники ›› 124. Однофазные а синхрон ные двигател и

Однофазные а синхрон ные двигател и в отличие от трехфазных двигател ей имеют на статоре однофазную обмотку (фиг. 239, a, б и в, обмотка А). Ротор однофазного двигател я имеет трехфазную обмотку с кольцами или короткозамкнутую обмотку. Выше было указано, что однофазный ток не создает вращающегося магнитного поля. Поэтому однофазные двигател и не имеют начального или пускового вращающегося момента. Для создания пускового момента на статоре двигател я располагают вторую, так называемую пусковую обмотку, сдвинутую относительно рабочей обмотки на угол 90° (фиг. 239, a и б, обмотка В). Обе обмотки питаются от сети однофазного тока. Для создания сдвига фаз между токами обеих обмоток на угол, близкий к 90°, последовательно с пусковыми обмотками, включается активное сопротивление или емкость (фиг. 239, a и б). Пусковая обмотка включается только на время пуска, и после того как двигател ь развил нормальную скорость вращения, она посредством рубильника К отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой.

Основы электротехники ›› 199. Способы пуска а синхрон ных двигател ей

Пуск а синхрон ных двигател ей можно производить при полном напряжении (прямой пуск) и при пониженном напряжении. Прямой пуск осуществляется при помощи рубильников, переключателей, пакетных выключателей, магнитных пускателей, контакторов и контроллеров. При прямом пуске к двигател ю подается полное напряжение сети. Недостатком этого способа пуска являются большие пусковые токи, которые в 2—7 раз больше номинальных токов двигател ей.

8 (800) 301-35-31

Главное меню

  • Главная
  • О компании
  • Проектирование и производство
  • Функции систем
  • Особенности аппаратуры
    • Особенности СУ
    • Особенности защиты
    • Пульт управления
    • Программное обеспечение
  • Система мониторинга
    • Особенности СМ
  • Контакты

Продукция

  • Перечень выпускаемой продукции
    • Системы СТС и СТН
    • Система БСВ-РЭМ
    • Система ВЧ-РЭМ
    • СУ компенсаторов
    • СВ двигателей:
      • — СВ высоковольтного двигателя
      • — СВ низковольтного двигателя
      • — СУ возбудителя
  • Преимущества систем Электромаш
    • Элементная база
    • Время наладки
    • Диагностика
    • Система мониторинга
    • Контроль изоляции

Программное обеспечение

  • Для скачивания:

Контрактное производство

  • Общая информация
  • Техническое оснащение
  • Возможности оборудования
  • Требования к заказу
  • Бланки заказа

Designed by:
RUSELPROM

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Назначение систем возбуждения синхронных двигателей:

Система возбуждения обеспечивает:

  • Два способа автоматического включения возбуждения при пуске:
    • первый — в функции частоты и фазы ЭДС скольжения в диапазоне 1÷5%;
    • второй – по факту снижения тока статора ниже значения, заданного при настройке возбудителя;
  • Автофазировку;
  • Работу с преобразователем частоты или устройством плавного пуска;
  • Проверку системы возбуждения перед пуском двигателя – «режим опробования».
  • Работу синхронного двигателя с нагрузками от холостого хода до номинальной при изменениях соsφ в диапазоне от 0,6 до 1,0, а также при изменениях напряжения на шинах двигателя в пределах ±7,5% и частоты ±2% от их номинальных значений;
  • Автоматическое регулирование напряжения на шинах двигателя (регулятор АРН) с точностью ±0,5%, либо автоматическое поддержание установленного коэффициента мощности cosφ двигателя (регулятор cosφ) с точностью ±3%, либо автоматическое регулирование тока возбуждения (регулятор РТ) с точностью ±2%;
  • Безударные переходы из одного режима регулирования возбуждения (АРН, cosφ, РТ) к другому и обратно;
  • Изменение уставок регуляторов АРН, COSφ, РТ со скоростью 0,5% в секунду;
  • Форсирование возбуждения при скачкообразном снижении на 10% и более напряжения на шинах двигателя относительно текущего значения;
  • Ручное плавное регулирование тока возбуждения в диапазоне от 0,4…0,6 до 1,1 номинального тока возбуждения;
  • Ограничение максимального и минимального значения тока возбуждения в соответствии с техническими характеристиками двигателя;
  • Устойчивую работу двигателей, работающих параллельно;
  • Гашение поля ротора путем перевода тиристорного преобразователя (ТП) в инверторный режим при штатном отключении двигателя;
  • Аварийное гашение поля ротора путем перевода ТП в инверторный режим и отключения питания ТП от дополнительной обмотки;
  • Автоматическую синхронизацию импульсов управления тиристорного преобразователя с напряжением питания ТП;
  • Автоматическую привязку векторов линейных напряжений статора к фазе измеряемого тока при измерении активной и реактивной мощности двигателя

Особенности:

За основу системы управления берется быстродействующий автоматичес- кий регулятор возбуждения АРВ-РЭМ. Регулятор выполнен на высокопроизводительном процессоре семейства «Free scale 56F».

Возможности регулятора приведены в таблице:

Системы управления возбуждением бесщеточного возбудителя синхронного двигателя

Системы управления возбуждением АРВСД предназначены для питания обмотки возбуждения синхронных двигателей с бесщеточной системой возбуждения автоматически регулируемым выпрямленным током при пуске, синхронной работе и других режимах.

Читать еще:  Воздушное охлаждение двигателя мопеда своими руками

Система управления имеет цифровой блок управления ARVSG со встроенными силовой частью на IGBT-транзисторах и аппаратом гашения поля.

Общие сведения

Системы возбуждения АРВСД могут быть выполнены в одноканальном и двухканальном исполнениях. Для двухканальных систем возбуждения в вод в работу резервного канала (при возникновении неисправности основного канала или по команде оператора) происходит «безударно», не оказывая влияния на работу двигателя.

Конструктивное исполнение

Возбудитель конструктивно выполнен в виде одного металлического шкафа одностороннего обслуживания степенью защиты IP22 (по требованию — IP31, IP54). Доступ к аппаратам защиты, системе управления, клеммнику контрольного кабеля, к силовой части и силовым клеммам осуществляется через переднюю дверь, закрывающуюся на замок.

Возможно изменение конструктивного исполнения системы возбуждения согласно техническим требованиям заказчика.

Шкаф системы возбуждения содержит:

  • Аппараты защиты силовых цепей.
  • Аппараты защиты цепей управления.
  • Микропроцессорный блок управления ARVSG со встроенными силовой частью на IGBT-транзисторах и аппаратом гашения поля (для двухканальных систем — два независимых полнофункциональных блока ARVSG).
  • Контактор включения электродвигателя (подача напряжения на статор) – по требованию заказчика.
  • Органы управления и индикации на передней двери шкафа.
  • Ключ «Местн./Дист.»
  • Трансформатор.

Комплект поставки:

В комплект поставки входит:

  • Шкаф системы возбуждения;
  • Комплект технической документации на русском языке: паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации, комплект схем и чертежей, описание сервисного программного обеспечения (на электронном носителе);
  • Электронный носитель с документацией и сервисным ПО;
  • Комплект ЗИП (состав согласно техническим требованиям Заказчика).

Точный комплект поставки указывается в паспорте на изделие.

Основные технические данные:

Система возбуждения обеспечивает:

  1. Режим опробования на остановленном двигателе, в котором проверяется работоспособность системы управления, защит, силового преобразователя;
  2. Автоматическую подачу возбуждения при пуске двигателя в функции тока статора, с блокированием в функции времени и тока статора двигателя;
  3. Автоматический и ручной режим управления током возбуждения в заданном уставками диапазоне тока возбуждения двигателя;
  4. Стабилизация заданного тока возбуждения с точностью не ниже 2%;
  5. Режимы АРВ:
    — стабилизация тока возбуждения;
    — п оддержание коэффициента мощности двигателя (cosφ);
  6. Безударное переключение из автоматического режима в ручной, и обратно;
  7. Автоматический переход из автоматического режима в ручной режим регулирования тока возбуждения, при отказе измерительных цепей тока или напряжения статора;
  8. Ограничение максимального и минимального тока возбуждения
    — в пределах уставок максимального и минимального тока возбуждения;
    — ограничение минимального реактивного тока статора;
  9. Местное и дистанционное изменение уставки возбуждения;
  10. Автоматическое гашение тока возбуждения разрядной цепью при отключении двигателя;
  11. Форсирование возбуждения до заданной уставки тока форсировки при снижении напряжения статора двигателя на 5 – 15% от номинального значения (задаётся уставкой);
  12. При отсутствии напряжения статора, форсировка по данному параметру не производится;
  13. Автоматическое снижение тока возбуждения до заданного значения при перегрузе по току ротора. Момент срабатывания защиты по перегрузу определяется тепловой моделью ротора по зависимости i 2 t;
  14. Непрерывный автоматический контроль изоляции ротора;
  15. Сохранение работоспособности двигателя при кратковременном исчезновении питания с последующей ресинхронизацией.

Защиты системы возбуждения:

  1. От внутренних и внешних коротких замыканий в цепях транзисторного преобразователя (программная и быстродействующая аппаратная защита);
  2. От длительного асинхронного хода двигателя (по реактивному току статора);
  3. От потери возбуждения работающего двигателя;
  4. От недопустимых перегрузок по возбуждению;
  5. От ложной подачи возбуждения на выключенный двигатель при неисправности блок контактов выключателей;
  6. От неисправности блок-контактов выключателя;
  7. От низкого напряжения статора;
  8. От затянувшегося пуска двигателя;
  9. От перенапряжения на обмотке возбуждения;
  10. От перегрева ротора;
  11. От аварийного снижения сопротивления изоляции. Устройство контроля изоляции (УКИ) обеспечивает измерение и мониторинг сопротивления изоляции цепей ротора двигателя, независимо от наличия рабочего напряжения. Диапазон измеряемого сопротивления от 100 Ом до 2 МОм, время измерения не более одной секунды. Устройство выдает предупредительные сигналы при снижении уровня изоляции, уставки этих релейных сигналов устанавливаются программно.

Система управления:

Одноканальная система возбуждения имеет один микропроцессорный блок управления ARVSG, имеющий встроенные: набор датчиков, исполнительных цепей, дискретных входов/выходов, силовую часть на IGBT-транзисторах и автономную цепь гашения поля, а также внешний источник питания и аппарат защиты.

Двухканальная система возбуждения имеет два независимых полнофункциональных блока ARVSG — основной и резервный. Блоки полностью идентичны. Каждый блок имеет встроенные: набор датчиков, исполнительных цепей, дискретных входов/выходов, силовую часть на IGBT-транзисторах и автономную цепь гашения поля, а также внешние источники питания и аппараты защиты.

Переключение между основным и резервным блоками регулирования во время работы двигателя может осуществляться как вручную — при помощи органов управления на передней панели, так и автоматически — при выходе из строя одного из блоков без останова электродвигателя. Переключение между блоками производится безударно.

Система управления обеспечивает ведение протокола событий, в который заносятся все основные изменения в работе возбудителя и статистическая информация.

Система управления выполнена на базе программируемых микроконтроллеров и выполняет следующие функции контроля, управления и мониторинга системы возбуждения:

  • Управление возбуждением и предотвращение аварийных режимов синхронного двигателя;
  • Защиты двигателя и возбудителя;
  • Сбор информации о состоянии (включено, отключено) всей коммутационной аппаратуры системы возбуждения;
  • Сбор информации о режимах работы возбудителя;
  • Вся информация отображается на местном пульте (панель оператора) и записывается в память контроллера с указанием последовательности событий.
  • Сбор статистической информации за всю историю работы возбудительного устройства.
  • Для настройки и проверки имеется USB интерфейс.
  • Для настройки, проверки и передачи данных в АСУ ТП, возможно заказывать следующие интерфейсы в различных комбинациях и количествах:
    — Интерфейсы: RS485, Ethernet, канал токовой петли 4-20мА (входы/выходы)
    — Протоколы: MODBUS, Profibus
  • Осциллографирование параметров двигателя в любых режимах работы.
  • Время старта цифровых блоков регулирования не более 0,001 сек после включения питания.

Функции резервирования системы возбуждения:

1. Резервирование регуляторов возбуждения (для двухканальных систем возбуждения)
Автоматически дублируемая (двухканальная) цифровая система управления, состоящая из двух идентичных полнофункциональных регуляторов, осуществляет переход с одного регулятора на другой в случае определения неисправности одного из них, или по команде оператора) при этом переход происходит безударно и не влияет на работу двигателя.

Для обеспечения безударного перехода, регуляторы непрерывно осуществляют слежение друг за другом, обмениваясь информацией по высокоскоростной шине о состоянии основных параметров.

Критерии оценки качества работы регуляторов, нарушение которых приводит к вводу резервного регулятора:

  • Наличие питания силовой части
  • Наличие связи с резервным блоком
  • Наличие напряжений питания цепей управления
  • Исправность каналов управления транзисторами
  • Исправность цепей измерения тока ротора
  • Исправность цепей измерения тока статора

Двухканальное построение возбудителя также минимизирует время на наладку при замене вышедшего из стоя регулятора на исправный — требуется лишь выполнить копирование уставок (с помощью команд с панели оператора) и запустить в работу.

2. Резервирование питания цепей управления возможно по следующим схемам:

    (стандартно) от двух источников =220 и

220B
(опция) от двух источников =220,

Панель оператора с блоком осциллографирования и регистратором событий

Панель оператора увеличивает информационные возможности. Панель оператора отображает детальную информацию о работе возбудителя и двигателя, позволяет изменять уставки, просматривать архивы событий и статистику, копировать необходимую информацию на внешние накопители.

Просмотр статистики и осциллограмм из регистратора событий возможен с помощью ПО Ajuster (по интерфейсу) и панели оператора. Панель оператора предоставляет расширенный сервис по регистрации событий:

  • запись осциллограмм и статистики на SD-карте (можно извлечь для расследования инцидентов)
  • осциллограмма — это непрерывная запись 30 суток с частотой 100 записей в секунду всех параметров регулятора
  • осциллограмму и статистику можно скопировать на USB Flash-диск или по сети на диск удалённого сервера
  • доступ к файлам возможен через Ethernet по защищённому SSH протоколу
  • с помощью панели оператора можно просмотреть осциллограмму любого события, в пределах произвольно заданного интервала времени «до» и «после» события.

Гарантии изготовителя

Изготовитель гарантирует соответствие системы возбуждения техническому заданию при соблюдении условий транспортировки, хранения, вводу в эксплуатацию и эксплуатации согласно установленной технической документации.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector