Стабилизация напряжения в генераторах

Компаундирование возбуждения асинхронного генератора

Компаундированием возбуждения асинхронного генератора преследуется цель автоматической стабилизации напряжения на зажимах приемника при данном характере нагрузки и изменении ее в определенных пределах. Емкости шунтирующих и компаундирующих конденсаторов (рис. 25) не изменяются (С = const; СК = const).

Напряжения генератора U1, компаундирующих конденсаторов UK и нагрузки U связаны между собой зависимостью  U1 = UK + U.

Изменение нагрузки при условии U = const сопровождается изменением напряжения на зажимах генератора, что является характерной особенностью схемы с компаундированием возбуждения. Напряжение UK также не остается постоянным, что непосредственно следует из (51). Благодаря этому и становится возможной стабилизация напряжения на зажимах нагрузки.

С уменьшением нагрузки напряжение компаундирующих конденсаторов также уменьшается. Тем самым их реактивная мощность автоматически ограничивается. Для предупреждения срыва возбуждения при слабых нагрузках в схеме используются шунтирующие конденсаторы. За счет их емкости создается необходимое начальное насыщение магнитной цепи генератора.

Реактивная мощность компаундирующих конденсаторов зависит от значения и характера нагрузки. При заданном значении нагрузки она тем больше, чем ниже коэффициент мощности приемника. По проведенным исследованиям реактивная мощность компаундирующих конденсаторов

Формула

может составлять 30 - 50 % мощности, развиваемой генератором.

Вследствие возможного снижения начального насыщения мощность шунтирующих конденсаторов принимается примерно равной 50 - 60 % мощности генератора.

Рисунок 25

Рис. 25. Схема включения асинхронного генератора с компаундированием возбуждения

При анализе распределения реактивных мощностей в системе (рис. 25) удобно пользоваться векторными диаграммами токов и напряжений статорных цепей.

Если генератор включен на активную нагрузку, то его реактивная мощность компенсируется суммой реактивных мощностей шунтирующих и компаундирующих конденсаторов.

Рисунок 26

Рис. 26. Векторные диаграммы асинхронного генератора с компаундированием возбуждения:
а - при активной нагрузке; б - при aктивноиндуктивной нагрузке

Из диаграммы рис. 26, а видно, что реактивная мощность фазы генератора

U1I1sinφ1 = mUON · mi(АВ+ВС),

где mU , mi - масштабы напряжения и тока.

Реактивная мощность фазы шунтирующих и компаундирующих конденсаторов:

Формула1

 Представим последнее выражение в виде

Формула2

Реактивная мощность генератора:

Q1 = QC+ QK,

причем,

QC = QK АВ/ВС

Из диаграммы для активно-индуктивной нагрузки (рис. 26, б) находим, что реактивные мощности фазы генератора и нагрузки составляют:

U1I1sinφ1 = mUON·mi·АВ;

UIsinφ = mUOF·mi·МС.

Реактивные мощности фазы шунтирующих и компаундирующих конденсаторов:

U1IC = mUON·mAC;

UKI = mUFNmiOC.

Произведя вычисления, получим

Q1 + Q= QC+ QK

Т.е. реактивные мощности генератора и нагрузки компенсируются реактивной мощностью шунтирующих и компаундирующих конденсаторов.

Отношение мощностей конденсаторов в данном случае

Формула3

При применении компаундирования возбуждения возникает задача определения компаундирующей емкости по известным току и коэффициенту мощности нагрузки. Решение ее основывается на ис¬пользовании графоаналитических методов.

Применение способа стабилизации напряжения компаундированием возбуждения ограничивается из-за пониженных массовых показателей (0,5 - 0,7 Kг/KBap при частоте 400 Гц) компаундирующих конденсаторов. Другое затруднение связано с возникновением перенапряжений на конденсаторах при перегрузках и коротких замыканиях.

Уменьшение емкости компаундирующих конденсаторов может быть достигнуто при включении их во вторичную цепь трансформа торов тока (рис. 27).

27

Рис. 27. Схема асинхронного генератора с включением компаундирующих конденсаторов во вторичную цепь трансформаторов тока

Регулирование основного магнитного потока в целях стабилизации напряжения при n2 = const возможно:
1) подмагничиванием спинки статора генератора;
2) изменением напряжения на конденсаторах;
3) изменением емкости шунтирующих конденсаторов;
4) применением феррорезонансного стабилизатора напряжения;
5) применением управляемых реакторов;
6) применением конденсаторов с переменной (регулируемой) диэлектрической проницаемостью;
7) компаундированием возбуждения.

Похожие статьи:
Асинхронные генераторы. Описание,
Дизель-генераторы. Описание.


Замечания и предложения принимаются по адресу horeff@mail.ru

1.3