Возбуждение генератора переменного тока и технология построения схемы

Содержание

Системы возбуждения генераторов

Необходимое магнитное поле ротора для образования электродвижущей силы обмотки статора любого генератора обеспечивается посредством протекающего по обмотке возбуждения электрического тока, также обеспечиваемого за счет системы возбуждения, определяющей в итоге степень надежности функционирования генератора. Что в совокупности обусловливает следующие требования, предъявляемые к системе возбуждения: обеспечение надежной запитки постоянным током обмотки возбуждения в любых рабочих режимах, включая аварийные ситуации в энергосистемах, стабильное регулирование тока возбуждения при изменениях уровня нагрузки на генератор, оперативность функционирования, обеспечение максимально быстрого прироста тока возбуждения, максимально быстрое гашение магнитного поля возбуждения в случае экстренного отключения генератора от электросети.

Возбуждение генератора переменного тока делится в зависимости от используемого источника энергии на:

  • электромашинное возбуждение с применением генератора постоянного тока,
  • электромашинное возбуждение с применением генератора переменного тока, обеспечивающего преобразование переменного тока в постоянный на выходе,
  • самовозбуждение, обеспечиваемое посредством трансформации части электроэнергии переменного значения в энергию постоянного тока возбуждения.

Электромашинные системы возбуждения

В течение длительного времени для большинства генераторов использовались электромашинные системы возбуждения, конструктивно размещавшиеся на одном валу с генератором и приводившиеся в движение посредством той же турбины, что и генератор. Данное возбуждение генератора переменного тока называется прямым, характеризующимся максимальным уровнем надежности и экономичности, применяемым в отечественном генераторостроении.

Система, в которой возбудитель приводится в действие посредством отдельного силового агрегата, называется косвенной. Впоследствии значительное увеличение уровня мощности турбо- и гидрогенераторов спровоцировало необходимость замены генераторов постоянного тока на электромашинные системы возбуждения, использующие для функционирования процесса и не имеющие ограничения по мощности генераторы переменного тока.

Появление последнего типа возбуждения генератора переменного тока

Появление последнего типа возбуждения генератора переменного тока

В качестве преобразователей переменного тока в постоянный в устройствах использовались ртутные выпрямители, которые впоследствии были заменены на более совершенные полупроводниковые преобразователи, созданные на основе тиристоров, транзисторов и диодов. Основной характеристикой полупроводниковых преобразователей в системе возбуждение генератора переменного тока является более высокий уровень надежности и эффективности, позволяющий достигать более чем четырехкратного возбуждения номинального напряжения менее чем за 0,02 секунды.

Следует отметить, что данное возбуждение генератора переменного тока с управляемыми преобразователями было впервые в мире применено в бывшем СССР с последующим повсеместным внедрением в производство в других странах. Таким образом, именно наше отечество стало новатором в области возбуждения генератора переменного тока, чем можно заслуженно гордиться.

Основным преимуществом систем самовозбуждения можно считать отсутствие электромашинного возбудителя, так как запитка ротора главного генератора обеспечивается посредством части энергии статора главного генератора. Тем самым данная система обеспечивает более высокий уровень надежности функционирования, больший уровень экономичности и меньшие габариты устройства.