Вопрос 15

Принципи будови системи автоматичного регулювання напруги. ТФК -устрій, принцип дії.

Основной функцией АРН является стабилизация напряжения СЭЭС методом регулирования тока возбуждения.

СВАРН – система возбуждения и автоматического регулирования напряжения генераторов, обеспечивает самовозбуждениегенератора истабилизациюего напряжения. В СВАРН часть энергии переменного тока отбирается с выводов генератора, регулируется элементами АРН, преобразуется в электрическую энергию постоянного тока и подается в обмотку возбуждения генератора.

Классификация СВАРН по принципу действия

По принципу действия все СВАРН делятся на следующие типы: системы, действующие по возмущению – току нагрузки генератора Iг; системы, действующие по отклонению регулируемой величины Uг; комбинированные системы, действующие одновременно по возмущению и по отклонению.

Системы, действующие по возмущению

В этих СВАРН регулирование протекает по значению и характеру тока нагрузки генератора. Система функционирует на базе трансформатора компаундирования ТК. Компаундирование обозначает смешивание.

Рисунок 15.1– Схема СВАРН с управлением по возмущению

W_н– обмотка напряжения (первичная);

W_т– обмотка токовая (первичная);

W_с– обмотка суммирующая (вторичная);

UZ– выпрямитель;

L– компаундирующий элемент, дроссель.

Компаундирующим элементом может быть не только дроссель, но и конденсатор или магнитный шунт. Благодаря компаундирующему элементу магнитный поток обмотки напряжения отстает от вектора напряжения на угол 90.

Принцип действия. В ТК потокиискладываются и образуют суммарный поток. Переменный пронизываетW_си наводит в ней ЭДС, которая подается наUZи преобразуется в постоянный ток возбуждения генератора.

Вследствие изменения тока нагрузки напряжение генератора может уменьшиться, однако, с уменьшением Uувеличивается поток токовой обмотки дои увеличится результирующий поток. Напряжение восстанавливается до номинального значения.

Недостатки системы. Большие размеры и масса ТК. Значительное время регулирования.

Системы, действующие по отклонению напряжения

В таких системах исключен трансформатор компаундирования, а АРН работает как корректор напряжения (КН). Корректором измеряется истинное значение напряжения СГ, и в случае его отклонения, вырабатывается управляющий сигнал, который через регулирующий элемент корректирует ток возбуждения генератора.

Рисунок 15.2– СВАРН с управлением по отклонению с корректором напряжения (а), комбинированная (б)

Через КНосуществляется отрицательная обратная связь по напряжению.

Через КНдополнительно осуществляется коррекция напряжения по температуре, частоте, также вКНвключают контур для автоматического распределения реактивных нагрузок при параллельной работе генераторов.

Достоинства системы. БезТКСВАРН более компактна, имеет меньшую массу и небольшое время регулирования.

Комбинированные системы

В схемах этих СВАРН имеется ТКиКН. Схема приведена на рисунке 2б.

Принцип действия. С помощью ТК регулирование выполняется с недостаточной точностью, однако, это компенсируется наличиемКН.Комбинированные СВАРН обладают высокой точностью стабилизации напряжения. Сигнал с выходаКНвоздействует на обмоткуW_ууправленияТК, либо на систему управления управляемого выпрямителяUZ.Так как корректор напряжения выполняет отрицательную обратную связь по напряжению, то при отключении КН напряжение на генераторе увеличивается приблизительно на 10% номинального. Ток обмоткиW_уразмагничиваетТК, уменьшая результирующий магнитный поток.