Автоматы гашения поля (АГП) синхронных машин. Автомат гашения поляАвтоматы гашения поля (АГП) синхронных машин — МегаЛекцииСеместровая работа студента №2 по дисциплине: « Режимы работы синхроных генераторов » на тему: «Схема гашения поля при независимом тиристорном возбуждении»
Специальность 5В071800 - Электроэнергетика Выполнил студент группы ЭСк-12-1 Калпакбаев Е.А. Руководитель: Дуйсенова Ш.Т. «____» ___________________ 20___г.
Алматы 2015
Содержание
Введение........................................................................................................3 Автоматы гашения поля (АГП) синхронных машин................................4 Системы тиристорного независимого возбуждения (СТН).....................8 Заключение..................................................................................................12 Список литературы……………………………………………………….13
Введение
Гашение магнитного поля приобретает особое значение при аварийных режимах, вызванных повреждениями внутри самого генератора или на его выводах. Гашением поля называется процесс, заключающийся в быстром умень-шении магнитного потока возбуждения генератора до величины, близкой к нулю. При этом соответственно уменьшается ЭДС генератора. Короткие замыкания внутри генератора обычно происходят через электрическую дугу – именно это обстоятельство обусловливает значительное повреждение обмоток статора и активной стали. Таким образом, при внутренных коротких замыканиях в генераторах необходима не только отключить их от внешней сети, но и быстро погасить магнитное поле возбуждения, что приведет к уменьшению ЭДС генератора и погасанию дуги. В данной семестровой работе мы подробно обьясним принцип действия АГП в генератре.
Автоматы гашения поля (АГП) синхронных машин Автоматы гашения поля предназначены для коммутации цепей обмоток возбуждения турбогенераторов и гидрогенераторов, имеющих контактные кольца на роторе, а также для гашения поля этих машин. В соответствии с ПУЭ в цепи возбуждения каждого синхронного генератора и синхронного компенсатора (за исключением малых машин) устанавливаются устройства для быстрого и безопасного развозбуждения — автоматы гашения поля (АГП). Необходимость в быстром гашении поля возникает, например, при внутренних повреждениях в генераторе. В этом случае из-за продолжающегося по инерции выбега отключенной машины в ее внутренних контурах продолжает наводиться э. д. с., которая поддерживает электрическую дугу в месте короткого замыкания и вызывает большие разрушения меди обмотки и стали статора. Простое отключение цепи возбуждения недопустимо, так как при этом из-за малой емкости Св и большой индуктивности Lв в обмотке возбуждения генератора возникнут опасные для ее изоляции перенапряжения.
АГП предотвращают эти перенапряжения, переключая обмотку возбуждения на гасительное сопротивление, в котором рассеивается энергия поля (рис. 1.1) или на специальную дугогасительную решетку (рис. 1.2) в которую втягивается дуга с дугогасительных контактов автомата; здесь она быстро гаснет, разбиваясь на несколько коротких дуг.
Рис. 1.1 Схема гашения поля с гасительным сопротивлением1 — синхронный генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — гасительное сопротивление в цепи ротора; 4 — автомат гашения поля главный; 5 — возбудитель; 6 — автомат гашения поля возбудителя; 7 — гасительное сопротивление.
Рис. 1.2 Схема гашения поля с дугогасительной решеткой 1 — синхронный генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — возбудитель; 4 — главные контакты АГП; 5 — дугогасительные контакты АГП; 6 — дуг огаснтелькая решетка.Автоматы гашения поля должны отвечать следующим требованиям: время гашения должно быть возможно малым, а перенапряжения на обмотке возбуждения не должны достигать опасных значений.Под временем гашения поля подразумевают то время, в течение которого э. д. с. генератора уменьшится до значения, достаточного для естественного погасания дуги в месте короткого замыкания (500 В). При этом следует учитывать, что к э. д. с., создаваемой током возбуждения, добавляется еще э. д. с. от остаточного намагничивания стали ротора (примерно 300 В). Таким образом, процесс гашения можно будет считать законченным, когда э. д. с., создаваемая током возбуждения, снизится до 200 В.Оптимальные условия для интенсивного снижения тока ротора до нулевого значения обеспечиваются при разряде обмотки возбуждения на нелинейный резистор, сопротивление которого изменяется обратно пропорционально величине тока. Благодаря специальной конструкции кольцевой дугогасительной решетки автомата гашения поля, горящая в ней дуга обладает вольтамперной характеристикой нелинейного резистора, обеспечивающей минимальное время гашения поля и безопасный уровень напряжения на кольцах ротора. Основные характеристики АГП:
Перенапряжения на обмотке возбуждения во всяком случае не должны быть выше испытательного напряжения, которое равно 7,5Uвн т. е. составляет в зависимости от номинального напряжения обмотки ротора 1,5-3,5кВ.в цепи возбудителя.
При АГП с гасительным сопротивлением, которое принимается обычно равным 4—5-кратному сопротивлению обмотки возбуждения, процесс гашения протекает по экспоненте (рис. 1.3) с постоянной времени. Рис. 1.3. Изменение тока ротора iB (а), напряжения ив (б) и э. д. с. статора Eat (в) при гашении поля АГП с гасительным сопротивлением.
Рис. 1.4. Изменение тока ротора при гашении поля АГП с дугогасительной решеткой. При независимом вентильном возбуждении гашение поля эффективно осуществляется переводом выпрямителя в инверторный режим. Напряжение на вентилях при этом меняет знак, и ток в обмотке возбуждения очень быстро спадает до нуля. Рекомендуется переводить в инверторный режим форсировочную группу вентилей, так как более высокое напряжение этой группы позволяет быстрей погасить поле.При вентильном самовозбуждении, а также при высокочастотном возбуждении гашение поля переводом выпрямителей в инверторный режим осуществить не удается, так как встречная э. д. с. инвертора в этой схеме падает с напряжением статора. Поэтому в таких случаях необходимо использовать АГП с дугогасительной решеткой.В цепях возбуждения крупных генераторов (мощностью более 50—100 МВт) из-за чрезмерного возрастания размеров дугогасительной решетки применяется двухполюсная схема АГП, при которой в каждый полюс цепи возбуждения включается отдельный АГП. Рис.1.5. Конструкция генератора. На гидрогенераторах с электромашинной системой возбуждения используется также отключение только АГП возбудителя, а не генератора, обмотка возбуждения которого остается включенной на якорь возбудителя.В цепи ротора турбогенераторов мощностью 150 МВт и выше для защиты их от пробоя перенапряжением, возникающим после погасания дуги в решетке АГП, устанавливаются защитные разрядники, отрегулированные на напряжение срабатывания 1,7 кВ (действующее значение) (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Схема защиты обмотки возбуждения от перенапряжений после погасания дуги в дугогасительной решетке АГП1 — обмотка возбуждения синхронного генератора; 2 — защитное сопротивление; 3 — возбудитель; 4 — дугогасительная решетка. 5 — защитный разрядник.
Все турбогенераторы, гидрогенераторы, дизель-генераторы, синхронные компенсаторы и двигатели, изготавливаемые в настоящее время, оснащаются современными полупроводниковыми системами возбуждения – рис.1.7 – 1.8. В этих системах используется принцип выпрямления трехфазного переменного тока повышенной или промышленной частоты возбудителей или напряжения возбуждаемой машины.
Рис.1.7. Система независимого возбуждения с возбудителем постоянного тока. КК – контактные кольца, Rсс и КСС – сопротивление и контактор самосинхронизации, РВ – резервный возбудитель, АГП – автомат гашения поля, АГПВ – автомат гашения поля возбудителя, Rр – регулировочный реостат, Rд и Rгасв – резисторы добавочный и гасительный в цепи ОВВ, ДОВВ – добавочная обмотка возбуждения возбудителя. Системы возбуждения обеспечивают следующие режимы работы синхронных машин: • начальное возбуждение; • холостой ход; • включение в сеть методом точной синхронизации или самосинхронизации; • работу в энергосистеме с допустимыми нагрузками и перегрузками; • форсировку возбуждения по напряжению и по току с заданной кратностью; • разгрузку по реактивной мощности и развозбуждение при нарушениях в энергосистемах; • гашение поля генератора в аварийных режимах и при нормальной остановке; • электрическое торможение агрегата. • системы тиристорные независимые (СТН) – рис.1.9; • системы тиристорные самовозбуждения (СТС) – рис.1.10; • системы бесщеточные диодные (СБД).
megalektsii.ru Автоматическое гашение поля генераторовГашением 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:
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: UД = nUK (1) 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:
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: Um + UД = Uf (3) 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
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) www.gigavat.com Автомат гашения поля ВикипедияВыключатель магнитного поля (автомат гашения поля, АГП)- электрический аппарат, предназначенный для коммутации в цепи обмотки возбуждения крупных синхронных машин и машин постоянного тока. Затруднения при коммутации в цепи возбужденияПри 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. Разрядное сопротивление с нелинейной ВАХНаилучшей 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 поляГлавным 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:
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 АГППри 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 секунд, в зависимости от мощности и типа машины. В крупных турбогенераторах время гашения поля при холостом ходе может достигать до 13 сек. (из-за вихревых токов в массивном роторе), время погасания дуги в АГП — доли секунды. Для гашения вихревых токов производят кратковременное реверсирование напряжение на ОВ.
Разработчик и изготовительВ России единственным разработчиком и производителем является завод Электросила, г.Санкт-Петербург. Первая модель АГП была разработана для гидрогенераторов Волжско-Камского каскада ГЭС.[1] ПрименениеАГП 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] Примечания
Литература
wikiredia.ru Автомат - гашение - полеАвтомат - гашение - полеCтраница 1 Автомат гашения поля по схеме ХЭМЗ представляет собой мощный контактор, состоящий из четырех основных элементов: включающей катушки, отключающей катушки, главного, или рабочего, контакта ( или двух главных контактов) и гасительного контакта. Иногда на общей панели с автоматом бывает смонтировано реле минимального тока ротора. Использование этих реле целесообразно только для синхронных двигателей, но не для синхронных компенсаторов, ток ротора которых может при работе в индуктивном квадранте снижаться до весьма малых значений. [1] Автоматы гашения поля ( АГП) относятся к особой группе. Как было показано в § 2 - 1, они предназначены для отключения тока в обмотке возбуждения генераторов. [3] Автоматы гашения поля предназначены для отключения обмотки возбуждения крупных синхронных электрических машин при появлении короткого замыкания в цепи статора. Собственное время отключения автоматов составляет приблизительно 0 15 сек, а продолжительность гашения поля при трехфазном коротком замыкании в зависимости от типа и размера машин - 0 1 - 1 5 сек. [4] Автоматы гашения поля применяются в цепях возбуждения крупных машин. Эту задачу и выполняют автоматы гашения поля. [5] Автоматы гашения поля должны отвечать следующим требованиям: время гашения должно быть возможно малым, а перенапряжения на обмотке возбуждения не должны достигать опасных значений. [6] Автомат гашения поля ( рис. 2.5) представляет собой устройство для гашения электрической дуги, которая образуется при отключении в цепи возбуждения. [8] Автомат гашения поля АГП-1 предназначен для гашения поля ротора без использования специальных резисторов. [9] Автомат гашения поля АГП-1 ( рис. 8 - 1 6) преднаана-чен для гашения поля ротора без использования специальных сопротивлений. [10] Автоматы гашения поля БНЛ-7901-52А2 согласно заводским данным используются в цепях возбуждения синхронных машин при напряжении возбуждения, не превышающем 220 В. Однако этими автоматами оборудовано также значительное количество генераторов мощностью 25 - 30 МВт, а в отдельных случаях и большей мощности, напряжение возбуждения которых при форсировке в 1 7 - 2 5 раза превышает нормированное заводом для автоматов предельное значение. [11] Автоматы гашения поля серии АГП-1 осуществляют гашение поля гидрогенератора 105 Мет Волжской ГЭС за 0 3 - 0 6 сек, что не способен обеспечить никакой другой автомат. [12] Включают автомат гашения поля, чем обмотку возбуждения компенсатора замыкают на якорь возбудителя. [13] Если автомат гашения поля находится в первом этаже машинного зала, то концы кабелей оказываются на разных уровнях и значительный статический напор может служить причиной выхода кабельной массы из заделки нижних концов кабелей. [15] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru Автомат - гашение - полеАвтомат - гашение - полеCтраница 3 Первый промышленный образец автомата гашения поля в дугогасительной решетке, освоенный заводом Электросила, показан на рис. 13 - 26, а. Автомат состоит из контактной системы, дугогасительной системы, рычажного и соленоидного приводов, электромагнитного расцепителя и блокконтактов. [31] В некоторых аппаратах ( автоматы гашения поля) дуга втягивается на решетку, набранную из медных пластин. [32] Окончательной проверкой является опробование автомата гашения поля. Для этого подается оперативное напряжение и производится включение и отключение автомата гашения поля. При этом измеряется минимальное напряжение срабатывания электромагнитов и определяется время работы автомата. [33] В настоящее время широко используются автоматы гашения поля ЛПО Электросила, рассмотренные в § 13.1. При использовании этих автоматов гашение поля протекает в 4 - 6 раз быстрее, чем с помощью разрядного резистора. При этом процесс гашения поля оказывается аналогичным процессу гашения с помощью дугогасительной решетки. Разница состоит лишь в том, что перевод тиристоров в инверторный режим происходит почти мгновенно, без разрыва цепи возбуждения. При наличии двух групп тиристоров в инверторный режим переводится форсировочная группа тиристоров ( а рабочая отключается), так как более высокое напряжение тиристоров форсировочной группы позволяет быстрее погасить магнитное поле. [34] После включения выключателя В1 включается автомат гашения поля генератора АГП, подающий возбуждение на обмотку ротора генератора. Возбужденный генератор окончательно втягивается в синхронизм. Самоудерживание выходного реле РП1 обеспечивает надежное включение выключателя и АГП генератора. Промежуточное реле PIJ2, имеющее задержку при возврате, ограничивает длительность сигнала на включение выключателя и АГП. Реле РН, включенное на напряжение трансформатора ТН1, предназначено для того, чтобы исключить подачу номинального напряжения возбужденного генератора на обмотку / реле РЧ до включения генератора в сеть, что может произойти вследствие ошибочных действий персонала. Размыкающий контакт реле РН размыкает цепь реле времени РВ и исключает таким образом возможность срабатывания реле РПЗ. Чтобы не подвергать катушку / реле РЧ воздействию повышенного напряжения генератора, она включается в цепь трансформатора ТН1 с выдержкой времени, устанавливаемой на контакте РВ. Если же включить реле РВ на постоянное напряжение, то возможно его срабатывание раньше, чем будет подано напряжение на реле РЧ и РН. [35] В объем испытаний и наладки автомата гашения поля входит ревизия, испытание и наладка привода и аппаратуры его дистанционного управления, ревизия, проверка и регулировка главных контактов и испытание изоляции автомата. [36] Определить число пластин в камере автомата гашения поля генератора, если во время гашения поля она замкнута на дуговой промежуток с медными пластинами. [37] Завод Электросила в настоящее время выпускает автоматы гашения поля с дугогасящими решетками для генераторов до 200 тыс. кет и выше. При токах ротора более 600 а применяется двухполюсная схема разрыва цепи обмотки ротора при помощи двух дугогасительных решеток. [39] При этом отключаются выключатель В и автомат гашения поля АГП. [40] Я / С - шунтирующие сопротивления автоматов гашения поля; Л - лого-метр типа Лпр-53; ВУ - выпрямительная установка типа ИСП-2; ПТ - переключатель медных термометров сопротивления типа ПМТ на G положений; ТС - термометр сопротивления типа ЭТМ. [42] Отключению ( точнее - переключению) автомата гашения поля обычно сопутствует или предшествует автоматическое ( при аварии) или ручное отключение главного выключателя синхронного компенсатора. [44] В связи с указанной особенностью конструкции автоматов гашения поля АГП-1 запрещается производить гашение поля при токах, меньших тока холостого хода. [45] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru автомат гашения поля — с русскогоСм. также в других словарях:
translate.academic.ru Выключатели гашения магнитного поля. Устройство, работа, расчет выключателей гашения магнитного поля.При неисправностях (пробой изоляции, внутреннее замыкание и т. п.) в обмотках электрических машин необходимо как можно быстрее погасить магнитное поле возбуждения машины. Чем быстрее исчезнет магнитное поле, тем меньшими будут повреждения. Эту задачу осуществляют выключатели гашения магнитного поля, отключая обмотку возбуждения от источника питания. Однако непосредственное ее отключение недопустимо. Вследствие большой индуктивности обмотки при обрыве тока на ее зажимах возникает чрезвычайно большое напряжение, способное вызвать нарушение (пробой) изоляции самой обмотки.
Рис. 4-7. Процессы гашения поля и схемы выключателей. Широкое распространение получил способ гашения поля путем разряда обмотки возбуждения на постоянный или переменный резистор. Применяемые в этом случае выключатели (рис. 4-7, а) имеют две пары контактов - замыкающие 3 и размыкающие 4. Контакты коммутируют с перекрытием. При включении замыкающими контактами подключаются к источнику питания (возбудителю 2) обмотка возбуждения 1 и разрядный резистор Rp, а размыкающими контактами через очень небольшое время (сотые доли секунды) отключается цепь разрядного резистора. Питание получает только обмотка возбуждения L. При отключении (аварийном или оперативном) работа контактов осуществляется в обратном порядке. Сперва подключается к обмотке возбуждения разрядный резистор, а затем обмотка возбуждения, шунтированная разрядным резистором, отключается от источника питания. Происходит разряд обмотки возбуждения на подключенный к ней резистор. Процесс гашения поля (тока) при постоянном значении сопротивления резистора показан кривыми 11 и U1 на рис. 4 -7. При рассмотренном способе время гашения поля оказывается относительно большим. Сокращение длительности гашения может быть достигнуто за счет увеличения сопротивления разрядного резистора. Однако здесь быстро достигается предел. Максимальное напряжение Umах на обмотке возбуждения в первый момент равно IoRp, где Iо -ток в обмотке возбуждения в момент начала гашения, а Rр - сопротивление резистора. Необходимо, чтобы это напряжение не превосходило допустимого по условиям прочности изоляции значения Uиз, откуда сопротивление разрядного резистора не может превосходить величины следовательно, время гашения поля не может быть уменьшено ниже определенного значения. Применение способа гашения поля с помощью резисторов с нелинейным сопротивлением, а также других способов (относительно сложных) не дает оптимального решения. Оптимальным является такой процесс гашения поля, при котором ток в обмотке возбуждения падает прямолинейно от Iо до нуля, а напряжение на обмотке поддерживается постоянным в течение всего времени гашения поля. Осуществить такой процесс удалось, использовав электрическую дугу в качестве нелинейного сопротивления [б]. Здесь ток и йапряжение при гашении поля изменяются по прямым I2 и U2 (рис. 4-7), время гашения равно 0,17T вместо 0,77Т при гашении на разрядный резистор. Предложенный способ гашения поля [6] основан на том, что падение напряжения на короткой дуге (длина 2—3 мм) между двумя металлическими пластинами остается практически постоянным при изменении тока в широких пределах. Так, при токе свыше 50 А напряжение на каждой короткой дуге при медных пластинах составляет 28-32 В. На рис. 4 -7,б приведена схема выключателя, в котором разрядный резистор заменен дугогасительной решеткой 5, подключенной параллельно контактам 4. Во включенном положении выключателя, как и ранее, контакты 3 замкнуты, а контакты 4 разомкнуты. При отключении контакты 4 замыкаются, контакты 3 размыкаются (как и ранее), а затем контакты 4 вновь размыкаются. Возникающая на них электрическая дуга загоняется магнитным полем в дугогасительную решетку, где она горит во время всего процесса гашения поля. Напряжение на решетке остается постоянным и равно где Uд — напряжение на короткой дуге между двумя пластинами решетки; п — число последовательно включенных дуг. Резистор 6 пришлось ввести для исключения короткого замыкания на время, когда одновременно замкнуты контакты 3 и 4 в ходе отключения выключателя. Сопротивление ограничивающего резистора б много меньше сопротивления разрядного резистора, однако при этом наличие резистора б несколько снижает эффективность рассмотренного способа гашения поля. При одновременном погасании дуги во всех промежутках дугогасительной решетки в момент, когда ток стремится к нулю (погасание дуги на одном промежутке ведет к погасанию всей дуги), на решетке возникает высокое напряжение, могущее привести к пробою изоляции обмотки. Для исключения этого явления параллельно решетке включен резистор 7 с относительно большим сопротивлением. Резистор разбит на части, каждая из которых имеет разное сопротивление и шунтирует определенную группу (секцию) пластин решетки. Одна группа пластин не шунтирована. Такая схема обеспечивает разновременное погасание дуги в секциях (в нешунтированной — в последнюю очередь), что позволяет ограничить перенапряжения допустимым значением. Выключатель по схеме рис. 4-7,б имел сложную кинематику и требовал дополнительного ограничивающего резистора б, который, как указывалось, несколько снижал эффективность гашения. Та же идея осуществлена в выключателе гашения поля (рис. 4-7,б) с обычной для автоматических выключателей кинематикой. Выключатель имеет основные 3 и дугогасительные 8 контакты, шунтированные дугогасительной решеткой. Первыми размыкаются основные контакты, а затем дугогасительные, на которых возникает электрическая дуга. Внешним магнитным полем дуга загоняется в решетку 5, где она и гаснет. Гашение поля идет по прямым I2 и U2, Резистор 7 служит для той же цели, что и в выключателе по схеме на рис. 4--7,б. Резистор 6 отсутствует.
Рис. 4-8. Общий вид выключателя серии АГП.
В этом выключателе дугогасительная решетка при гашении поля включена последовательно с обмоткой возбуждения в отличие от предыдущего, где она была включена параллельно. При параллельном включении решетки напряжение на обмотке и число пластин решетки где RВ — сопротивление обмотки возбуждения. При последовательном включении решетки соответственно где UВ — напряжение на возбудителе (источнике питания). Следовательно, при одинаковых напряжениях на обмотке возбуждения в процессе гашения поля генератора последовательное включение требует большего числа пластин дугогасительной решетки, чем параллельное. Это, однако, с лихвой окупается повышением эффективности гашения, отсутствием резистора 6 и более простой, а следовательно, и надежной кинематикой выключателя. Общий вид одного из выключателей серии АГП, выполненного с последовательным включением дугогасительной решетки, приведен на рис. 4-8. Токопровод 15 и основные контакты — неподвижные 2 и подвижные 1 — расположены открыто, дугогасительные контакты 9, 10 размещены в камере дугогашения. Возникающая при отключении дуга под действием поперечного магнитного поля, создаваемого последовательной катушкой 5, быстро перемещается по рогам 8 и проникает в дуго-гасительную решетку 7. Решетка состоит из ряда медных пластин, изолированных друг от друга кольцами из фибры 14. Пластины насажены на стальной изолированный стержень 6. Снаружи решетка охвачена изолированным стальным кожухом 4. С боков решетки размещены катушки 5. Катушки включаются самой дугой в момент вхождения ее в решетку. Они намотаны так, что их магнитные поля направлены навстречу друг другу. В результате между стержнем и кожухом возникает радиальное магнитное поле. Дуга, попав в такое поле, приходит во вращательное движение вокруг оси решетки. Она движется с большой скоростью и не плавит пластин решетки. Вся энергия, выделяющаяся в дуге, распределяется по поверхности пластин и поглощается ими. При отключении цепи постоянного тока вся энергия, запасенная в отключаемой цепи, выделяется в дуге. Размеры пластин (объем металла) приняты такими, что решетка поглощает всю энергию, выделяющуюся при гашении поля, не перегреваясь свыше 200 °С. При этом выключатель допускает при номинальном токе пять гашении поля подряд. Шунтирующий резистор размещен вне дугогасительной камеры. Электромагнит 11 с электромагнитной защелкой 12 служит только для включения. Во включенном положении выключатель удерживается защелкой. При освобождении защелки выключатель отключается. Выключатель снабжается соответствующим числом вспомогательных контактов 13 для цепей управления и сигнализации. Монтируется выключатель на стальной плите 3. Выключатели серии АГП выполняются на номинальные токи 1200, 1600, 3200, 4000 и 6000 А.
www.eti.su |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
(1.1)
(1.3.)Следует отметить, что время гашения поля Тгаш в мощных турбогенераторах оказывается значительно большим, чем 3Тгаш, вычисленное при обычных параметрах обмотки возбуждения Lв и Конструктивные элементы ротора — массивная бочка, металлические пазовые клинья, бандажные кольца — образуют демпферный контур со значительной постоянной времени. При переходных режимах затухание наведенных токов ротора будет определяться совместно двумя контурами: возбуждения и демпферным. Скорость гашения поля при этом в большой степени зависит от постоянной времени демпферного контура. После прекращения тока в обмотке возбуждения наведенный в демпферном контуре ток еще не затухает полностью и продолжает поддерживать э. д. с. машины. Таким образом, время гашения поля в турбогенераторе будет больше вычисленного по параметрам только обмотки возбуждения и может составить 6—8 с, что нельзя считать допустимым для мощных блочных генераторов. Поэтому в настоящее время автоматы гашения такого типа применяются только для синхронных генераторов небольшой мощности с электромашинными системами возбуждения, а также для гашения поля возбудителей(рис.1.1).В цепях же возбуждения крупных машин (более 25—50 МВт) устанавливают АГП нового типа с дугогасительными решетками. Сопротивление дуги, возникающей в этой решетке, растет по мере уменьшения тока, что значительно убыстряет процесс гашения поля. Время гашения поля при использовании АГП этого типа составляет всего 0,5—1,0 с.
(2)
(4)
(4.1)
(4.2)
(4.3)
(4.4)
