Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Гашение — поле

Гашение поля осуществляется как при нормальной эксплуатации, так и в аварийной ситуации ( например, при внутренних коротких замыканиях в обмотке статора) с помощью автомата гашения поля ( АГП), объединяющего контакторы / d и К, и гасительного сопротивления Rr. [31]

Гашение поля заканчивается, когда ток в разрядном контуре, определяемый выражением (5.28), подойдет к нулевому значению. [32]

Гашение поля может осуществляться противовключе-нием возбудителя, когда с помощью специальных схем изменяется его полярность. В одной из таких схем обмотка возбуждения оказывается включенной в цепь дополнительного активного сопротивления и якоря возбудителя. Напряжение на последнем принимает направление, обратное тому, которое соответствует току в обмотке возбуждения в момент переключения. Ток в обмотке возбуждения спадает примерно по экспоненциальному закону. [33]

Гашение поля осуществляется дешунти-рованием сопротивления в цепи обмотки возбуждения возбудителя блок-контактами автомата. [35]

Гашение поля в этом случае ( рис. 1 — 28 а) производят переключением обмотки возбуждения генератора на разрядное сопротивление г с помощью контактов 2 автомата гашения поля. При срабатывании релейной — защиты или при оперативном отключении генератора от сети подается импульс на отключение АГП. Сначала замыкаются контакты 2, а потом размыкаются контакты 1, благодаря чему исключается разрыв цепи обмотки возбуждения и устраняется опасность возникновения больших перенапряжений на этой обмотке. [36]

Гашение поля с помощью разрядного сопротивления до недавнего времени было основным способом, хотя время гашения при этом составляет несколько секунд. В настоящее время этот способ применяется только для гашения поля синхронных машин небольшой мощности, снабженных электромашинными возбудителями постоянного тока. [38]

Гашение поля противовключением возбудителя применяется обычно для генераторов с тиристорным возбуждением. При этом ( рис. 2.22) отключается автомат гашения поля и главные вентили переводятся в инвер-торный режим. Магнитное поле подвозбудителя гасится после гашения поля главного генератора за счет инвертирования выпрямителей, питающих его обмотку возбуждения. Время гашения поля основного генератора может быть очень малым, но принимается таким как и в предыдущем случае, чтобы избежать чрезмерных перенапряжений в обмотке возбуждения. [40]

Гашение поля СД предусматривают при: срабатывании ЗПП и пуске АПВ; пуске. [41]

Гашение поля турбогенератора при работе его с рабочим возбудителем осуществляется переводом тиристорных преобразователей VS1 и VS2 в инверторный режим и последующим ( с выдержкой времени) гашением поля возбудителя инвертированием также тиристорных преобразователей VS3 и VS4 возбудителя. Гашение поля турбогенератора при его работе с резервным возбудителем производится автоматом гашения поля, установленным в цепи ввода резервного возбудителя. [42]

Гашение поля гидрогенератора может осуществляться включением обмотки возбуждения на разрядное устройство, переводом преобразователя в инверторный режим. Возможно также гашение поля гидрогенератора посредством гашения поля возбудителя или сочетанием обоих способов. [43]

Гашение поля синхронных двигателей обычно осуществляется гашением поля возбудителя или вводом пускового сопротивления в цепь ротора, для чего используются обычные контакторы, устанавливаемые на станции управления и защиты двигателя совместно с остальной аппаратурой. [44]

Выключатель гашения магнитного поля

Выключатель магнитного поля (автомат гашения поля, АГП)- электрический аппарат, предназначенный для коммутации в цепи обмотки возбуждения крупных синхронных машин и машин постоянного тока.

Содержание

  • 1 Затруднения при коммутации в цепи возбуждения
  • 2 Разрядное сопротивление с нелинейной ВАХ
  • 3 Конструкции выключателя магнитного поля
  • 4 Принцип работы АГП
  • 5 Разработчик и изготовитель
  • 6 Применение
  • 7 Примечания
  • 8 Литература

Затруднения при коммутации в цепи возбуждения [ править ]

При возникновении повреждения внутри синхронной машины для минимизации развития аварии и следовательно уменьшения стоимости последующего ремонта необходимо стараться погасить магнитное поле возбуждения машины в кратчайшее время. Но обмотки возбуждения синхронных машин обладают большой индуктивностью и при разрыве такой цепи в обмотке возбуждения наводится большая ЭДС, которая пробьёт её изоляцию. Часто эта проблема решается введением параллельно обмотке возбуждения (ОВ)разрядного сопротивления, которое включается на короткое время на момент запуска и останова синхронной машины: при запуске машины ОВ закорочена на разрядный резистор и машина под действием напряжения, поданного на статор (у синхронных двигателей) или посредством подачи вращающего момента от постороннего механизма (у синхронных генераторов) разгоняется на подсинхронную скорость; к ОВ и сопротивлению подаётся напряжение возбуждения, а затем отключается разрядное сопротивление. При останове порядок коммутации происходит в обратном порядке: сначала включается сопротивление, а затем отключается возбудитель. Энергия, накопленная в ОВ выделяется в виде тепла в разрядном сопротивлении. Известно, что уменьшение возбуждения будет происходить по экспоненте, по истечении времени примерно трёх постоянных времени, можно считать напряжение на ОВ равным нулю. Постоянная времени такой цепи обратно пропорциональна разрядному сопротивлению и увеличивая значение последнего можно сокращать время гашения поля. Но увеличение значения разрядного сопротивления имеет ограничение по коммутационным перенапряжениям. Т.о. время гашения для такой системы довольно велико.

Читать еще:  В мороз загорелась лампочка неисправность двигателя

Разрядное сопротивление с нелинейной ВАХ [ править ]

Наилучшей формой тока ОВ при гашении поля является линейно-падающая с поддержанием напряжения на ОВ. Очевидно, что для этого необходимо разрядное сопротивление с нелинейной ВАХ. Применение для этой цели варисторов не может быть признано оптимальным. В качестве элемента с нелинейной ВАХ применяется электрическая дуга. Это объясняется тем, что падение напряжения на короткой дуге (длина 2-3 мм) между пластинами решётки постоянно при изменении тока широких пределах.

Конструкции выключателя магнитного поля [ править ]

Главным элементом АГП является дугогасительная решётка на которой при отключении зажигаются дуги — нелинейное сопротивление. Для исключения погасания дуг и появления перенапряжений пластины решётки шунтируются секциями специального сопротивления. По включению относительно ОВ различаются:

  • АГП с параллельной решёткой;
  • АГП с последовательной решёткой.

Преимуществом первой конструкции является меньшее количество пластин в решётке; недостатком — сложная система коммутации (и следовательно сложная кинематика механизма), а также необходимость дополнительного резистора (который несколько ухудшает эффективность гашения). АГП с последовательной решёткой имеет большее количество пластин в решётке, обладает механизмом как и обычных выключателей, не нуждается в дополнительном резисторе. На практике обычно применяются АГП второго типа.

Принцип работы АГП [ править ]

При подаче сигнала на отключение расцепитель срывает собачку, которая удерживает контакты. При этом происходит отключение сначала силовых контактов (без дуги), а затем отключение дугогасительных, при этом на последних зажигается дуга, втягиваясь в решётку она разбивается на множество малых дуг, которые производят оптимальное гашение поля. Время гашения дуги 0,2 — 1,5 с., в зависимости от мощности и типа машины. В крупных турбогенераторах время гашения поля при х.х. может достигать до 13 с (из-за вихревых токов в массивном роторе), время погасания дуги в АГП — доли секунды. Для гашения вихревых токов производят кратковременное реверсирование напряжение на ОВ. Принципиальная схема АГП с последовательной решёткой

Разработчик и изготовитель [ править ]

В России единственным разработчиком и производителем является завод Электросила, г.Санкт-Петербург. Первая модель АГП была разработана для гидрогенераторов каскада Волжских ГЭС. [1]

Применение [ править ]

АГП обычно используются в системах возбуждения турбогенераторов и гидрогенераторов. Наряду со специальными конструкциями АГП могут применяться и автоматические выключатели общего назначения с параллельно включенными варисторами. [2]

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорный возбудитель ВТЕ- 320 предназначен для питания обмотки возбуждения, управления и автоматического регулирования тока возбуждения синхронных электродвигателей при прямом (реакторном) пуске от сети или в составе частотно-регулируемых электроприводов.
Оборудование разработано для работы и защиты крупных синхронных электродвигателей типа СТД, СДГ и СДГМ и других двигателей с щеточным механизмом, мощностью до 12500кВт в синхронном, переходных и аварийных режимах.
Производится ЗАО «Электромаш» по техническим условиям ТУ 3416-048-55978767-16

Тиристорный возбудитель ВТЕ-320 обеспечивает:

  • Подачу возбуждения при остановленном электродвигателе в режиме опробования
  • Прямой пуск с подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольжения
  • Реакторный пуск с подачей возбуждения после включения шунтирующего выключателя
  • Пуск с высоковольтным устройством плавного пуска (асинхронный пуск)
  • Пуск с высоковольтным преобразователем частоты (синхронный пуск).


Конструкция Тиристорного возбудителя

Тиристорный возбудитель ВТЕ 320 состоит из двух конструктивных единиц: шкафа возбудителя и силового согласующего трансформатора, защищенного исполнения.
Шкаф возбудителя представляет собой металлический шкаф двухстороннего обслуживания, в составе которого входят: основной и форсировочный (для 11ЦЭ) тиристорные преобразователи, пусковое сопротивление с тиристорным ключом, микропроцессорный блок БУВ-5 и элементы управления и контроля. Установленные приборы измерения контролируют основные параметры системы управления, тока и напряжения возбуждения, тока статора двигателя и значение коэффициента реактивной мощности «cos φ».
Тиристорный возбудитель ВТЕ обладает естественной воздушной системой охлаждения, для чего в дверях, боковых панелей и крыше шкафа предусмотрены вентиляционные отверстия, что обеспечивает дополнительную гарантию безопасности.

Система управления и контроля

Структурным элементом управления возбудителя является БУВ-5 – это специализированное микропроцессорное устройство предназначенное для управления тиристорными возбудителями синхронных электродвигателей с щёточной системой возбуждения. БУВ-5 управляет процессом подачи и стабилизации тока возбуждения, обеспечивает защиту обмотки возбуждения, тиристорного преобразователя и синхронного электродвигателя. Работа блока определяется алгоритмом программы и основывается на обработке данных поступающих от аналоговых и дискретных входов.
Возбудитель может управляться в двух режимах: местном и дистанционном. Местное управление осуществляется с передней панели возбудителя. Дистанционное управление осуществляется с персонального компьютера по протоколу RS-485/Modbus.
Система защиты, сигнализации и диагностики обеспечивает возможность определения режима работы возбудителя через светодиодную индикацию параметров. Одновременно доступны для индикации 17 параметров (для типа 11Ц и 11ЦЭ) 24 параметра (для типа 11ЦЭР). Все параметры возбудителя доступны для просмотра на ПК

Читать еще:  Двигатель citroen c3 picasso как у bmw

КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Через согласующий трансформатор тиристорного возбудителя синхронного электродвигателя подается трехфазное переменное напряжение. Выпрямление трехфазного переменного тока промышленной частоты в постоянный ток, обеспечивается при помощи тиристоров, включенных на вторичной стороне преобразовательного трансформатора. На обмотку статора подключается источник трехфазного переменного тока. В обмотку возбуждения ротора подается от регулятора возбуждения постоянный ток. Благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля, созданного трехфазной обмоткой статора, и поля, созданного обмоткой возбуждения, возникает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение.

Питание возбудителя
Силовой согласующий трансформатор серии ТСЗВ выполняет преобразование электроэнергии в обычном и форсировочном режиме для питания обмотки возбуждения синхронного электродвигателя. Трансформаторы поставляются в защитных кожухах со степенью защиты в стандартном исполнении IР20. Схема и группа соединения У/У-0. Класс нагревостойкости изоляции для умеренного климата «F».

Для возбудителей типа 11ЦЭ и 11ЦЭР применяются трансформаторы ТСЗП-ВЭ с отпайками на вторичных обмотках, обеспечивающих по отдельности работу форсировочной и основной группы тиристоров.

Возможно использование трансформаторов других типов с аналогичными параметрами.
Питание управляющих оперативных цепей возбудителя типа 11ЦЭР осуществляется от двух источников питания

220 и =220В. В случае пропадания внешнего питания, работа системы управления возбудителя продолжается от бесперебойного источника питания.

Тиристорный возбудитель типа 11ЦЭР отличается от 11ЦЭ:
Системой резервирования, средствами отображения данных, и возможностью подключения к АСУ ТП.
Основной и резервный блоки управления БУВ-5.
Источник бесперебойного питания для питания системы управления
Сенсорный дисплей для отображения режимов работы возбудителя и редактирования установок параметров.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ
В возбудителе предусмотрены автоматический, ручной и аварийный режимы управления током возбуждения. При необходимости, в процессе работы допускается переключение с ручного на автоматический режим и обратно, при этом изменение режима работы происходит без бросков тока.

Ручной режим управления.
При работе в режиме ручного управления ток возбуждения поддерживается на уровне постоянного значения, при этом обеспечивается:

Прямой пуск синхронного электродвигателя с автоматической подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольженияРеакторный пуск с автоматической подачей возбуждения с функции тока статора
Стабилизация заданного тока возбуждения при значительных ударных нагрузках электродвигателяСтабилизация заданного тока возбуждения с точностью не ниже 5% при колебании напряжения питающей сети в пределах 70-110% от номинального и изменения температуры обмотки возбуждения
Ограничение напряжения возбуждения по минимуму (в пределах 0. 0,5 номинального значения)Ограничение тока возбуждения по максимуму (в пределах 0,80. 1,75 номинального значения)
Форсированное гашение поля ротора при отключении двигателя, перерывах питания электродвигателя и наличии дополнительного сигнала на гашение поляФорсировка по напряжению 1,75 номинального значения при номинальном напряжении сети, питающей возбудитель
Плавная регулировка тока возбуждения от 0,3 до 1,4 А номинального, с возможностью подстройки пределов регулированияЗащита ротора от длительной перегрузки по току

Автоматический режим управления.
При работе в режиме автоматического управления вводится в работу автоматический регулятор возбуждения — АРВ. Значения тока возбуждения и регулятора возбуждения корректируется через кнопки управления на панели шкафа, а также дистанционно. Дополнительно в автоматическом управлении обеспечивается регулирование:

Автоматическое гашение поля (АГП) генераторов

Гашением поля называется процесс, заключающийся в быстром уменьшении магнитного потока возбуждения генератора до величины, близкой к нулю. При этом соответственно уменьшается ЭДС генератора.

Гашение магнитного поля приобретает особое значение при аварийных режимах, вызванных повреждениями внутри самого генератора или на его выводах.

Короткие замыкания внутри генератора обычно происходят через электрическую дугу — именно это обстоятельство обусловливает значительное повреждение обмоток статора и активной стали. Это тем более вероятно, что ток IК> при внутреннем повреждении может быть больше тока при коротком замыкании на выводах генератора. В таком случае быстрое гашение поля генератора необходимо, чтобы ограничить размеры аварии и предотвратить выгорание обмотки и стали статора.

Таким образом, при внутренних коротких замыканиях в генераторах необходимо не только отключить их от внешней сети, но и быстро погасить магнитное поле возбуждения, что приведет к уменьшению ЭДС генератора и погасанию дуги.

Для гашения поля необходимо отключить обмотку ротора генератора от возбудителя. Однако при этом вследствие большой индуктивности обмотки ротора на ее зажимах могут возникнуть большие перенапряжения, способные вызвать пробой изоляции. Поэтому гашение поля нужно выполнять таким образом, чтобы одновременно с отключением возбудителя происходило быстрое поглощение энергии магнитного поля обмотки ротора генератора, так чтобы перенапряжения на ее зажимах не превышали допустимого значения.

В настоящее время в зависимости от мощности генератора и особенностей его системы возбуждения используются три способа гашения магнитного поля:

  • замыкание обмотки ротора на гасительное (активное) сопротивление;
  • включение в цепь обмотки ротора дугогасительной решетки быстродействующего автомата;
  • противовключение возбудителя.
Читать еще:  Что такое подушки двигателя bmw x5 e70

В первых двух способах предусматривается осуществление необходимых переключений в цепях возбуждения с помощью специальных коммутационных аппаратов, которые называют автоматами гашения поля (АГП).

При замыкании обмотки ротора генератора на специальное сопротивление процесс гашения магнитного поля сильно затягивается, поэтому в настоящее время наибольшее распространение получил более действенный способ гашения магнитного поля генератора при помощи АГП с дугогасительной решеткой (рис.1).

Рис.1. Схема электрических цепей при гашении поля
генератора автоматом с дугогасящей решеткой

При коротком замыкании в генераторе реле защиты KL срабатывает и своими контактами отключает генератор от внешней сети, воздействуя на электромагнит отключения YAT выключателя, а также подает импульс на отключение АГП.

Автомат имеет рабочие 2 и дугогасительные 1 контакты, которые при нормальной работе генератора замкнуты. Контакты 3 АГП вводят при отключении автомата добавочное сопротивление RД в цепь возбуждения возбудителя, снижая ток возбуждения последнего. АГП снабжен решеткой из медных пластин 4 при расстоянии между ними 1,5-3 мм.

При отключении автомата сначала размыкаются рабочие контакты, а затем дугогасительные, причем дуга, возникающая на них, затягивается с помощью магнитного дутья в дугогасительную решетку и разбивается на ряд последовательных коротких дуг.

Короткая дуга является нелинейным активным сопротивлением, падение напряжения на котором сохраняется практически постоянным, равным 25-30 В, несмотря на изменение тока в дуге в широких пределах.

Общее падение напряжения на дуге равно:

где UK — напряжение на короткой дуге;
n — число последовательных дуговых промежутков в решетке.

Таким образом, в момент вхождения дуги в решетку автомата напряжение на ней сразу возрастает до UД и практически остается неизменным до погасания дуги.

Число пластин в решетке выбирается таким, чтобы UД превосходило Uf,пот — потолочное напряжение возбудителя. При этом дуга существует, пока имеется запас энергии магнитного поля обмотки возбуждения генератора.

Если пренебречь падением напряжения в активном сопротивлении обмотки ротора, что допустимо для крупных синхронных генераторов, то уравнение переходного процесса примет следующий вид:

(2)

Электродвижущая сила самоиндукции обмотки возбуждения при изменении тока if равна Ldif/dt. Она определит разность потенциалов на обмотке ротора. Чем выше скорость изменения тока dif/dt, тем больше ЭДС самоиндукции. По условию электрической прочности изоляции обмотки ротора эта ЭДС не должна превышать Um. Так как в процессе гашения имеет практически постоянное значение, то уравнение (2) при условии максимальной скорости гашения поля во все время переходного процесса будет иметь вид:

При этом следует иметь в виду, что в течение периода гашения поля Uf практически не изменяется.

Следовательно, в процессе гашения поля генератора разрядом на дугогасительную решетку напряжение на обмотке ротора будет иметь постоянное значение, в пределе равное Um. Ток в обмотке ротора if будет изменяться с постоянной скоростью, так как

(4)

Рис.2. Процесс изменения тока и напряжения
в обмотке ротора при гашении магнитного поля

Время гашения поля с использованием описанной выше схемы составляет 0,5-1 с. Процесс изменения тока в обмотке ротора и напряжения на ее зажимах представлен на рис.2. В данном случае условия гашения поля близки к оптимальным.

При гашении поля, создаваемого небольшим током, дуга в промежутках между пластинами горит неустойчиво, особенно при подходе тока к нулевому значению. Из-за погасания дуги в одном из промежутков обрывается вся цепь тока, что сопровождается перенапряжениями в цепи возбуждения.

Для того чтобы подход тока к нулевому значению был плавным, решетка шунтируется специальным набором сопротивлений 5 (см. рис.1). При такой схеме дуга гаснет не вся сразу, а по секциям, что способствует уменьшению перенапряжений.

В настоящее время отечественные заводы изготовляют АГП данной конструкции на номинальные токи 300-6000 А.

Таблица 1

Технические данные АГП

В табл.1 приведены основные параметры АГП для крупных синхронных машин.

Гашение поля противовключением возбудителя применяется обычно для генераторов с тиристорным возбуждением. При этом (рис.3) отключается автомат гашения поля и главные вентили переводятся в инверторный режим. Магнитное поле подвозбудителя гасится после гашения поля главного генератора за счет инвертирования выпрямителей, питающих его обмотку возбуждения. Если последний процесс будет неуспешным, то поле гасится с помощью сопротивления Rг, включаемого контактом 5. Время гашения поля основного генератора может быть очень малым, но принимается таким как и в предыдущем случае, чтобы избежать чрезмерных перенапряжений в обмотке возбуждения.

Рис.3. Гашение поля при независимом тиристорном возбуждении генератора
1 — АГП, 2 — ввод резервного возбуждения,
3 — главный тиристорный возбудитель,
4 — тиристорный возбудитель вспомогательного генератора,
5 — контакты гашения поля (Rг — сопротивление гашения поля)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector