¿Qué es un sistema de excitación de generador?

¿Qué es un sistema de excitación de generador?

Sistema de excitación del generador La fuente de alimentación que suministra la corriente de excitación del generador sincrónico y su equipo auxiliar se denominan colectivamente el sistema de excitación. Generalmente se compone de dos partes principales: unidad de potencia de excitación y regulador de excitación. La unidad de potencia de excitación proporciona corriente de excitación al rotor del generador sincrónico; El regulador de excitación controla la salida de la unidad de potencia de excitación de acuerdo con la señal de entrada y los criterios de regulación dados. El regulador de excitación automática del sistema de excitación juega un papel importante en la mejora de la estabilidad de las unidades paralelas del sistema de energía. En particular, el desarrollo de los sistemas de energía modernos conduce a la tendencia de reducir el límite de estabilidad de las unidades, y también promueve el desarrollo continuo de la tecnología de excitación. El sistema de excitación del generador sincrónico consta principalmente de dos partes: unidad de potencia y regulador (dispositivo).

1. Las funciones principales del sistema de excitación son:

1) Ajuste la corriente de excitación de acuerdo con el cambio de la carga del generador para mantener el voltaje del terminal de la máquina como valor dado;

2) Control de distribución de energía reactiva entre generadores en operación paralela;

3) mejorar la estabilidad estática de la operación paralela de los generadores;

4) mejorar la estabilidad transitoria de los generadores que se ejecutan en paralelo;

5) Cuando hay una falla dentro del generador, el campo magnético se elimina para reducir el grado de pérdida de falla;

6) Implemente el límite de excitación nominal y el pequeño límite de excitación en el generador de acuerdo con los requisitos de operación. El sistema de excitación del generador sincrónico tiene una variedad de formas, de acuerdo con el modo de fuente de alimentación, se puede dividir en el tipo de excitación separado y las categorías autoexcitadas de tipo dos.

Dos. Varias formas para que los generadores obtengan la corriente de excitación

1. Modo de excitación de la fuente de alimentación del generador de CC:

Este tipo de generador de excitación tiene un generador de CC especial, el generador de CC especial se llama excitador de CC, el excitador generalmente es coaxial con el generador, el bobinado de excitación del generador a través del anillo deslizante instalado en el eje grande y el cepillo fijo del excitador para obtener la corriente de CC. Este modo de excitación tiene las ventajas de la corriente de excitación independiente, la operación confiable y la reducción del consumo de electricidad de autoego, etc., es el principal modo de excitación de los generadores en las últimas décadas y tiene una experiencia de operación más madura. La desventaja es que la velocidad de regulación de excitación es lenta y la carga de trabajo de mantenimiento es grande, por lo que rara vez se usa en unidades superiores a 10mW.

2. Modo de excitación de la fuente de alimentación de excitador de CA:

Algunos generadores modernos de alta capacidad usan CA Exciter para proporcionar corriente de excitación. El excitador de CA también se instala en el eje principal del generador, y su salida de corriente alterna fluye a través del rectificador para suministrar la excitación del rotor del generador, en este momento, el modo de excitación del generador pertenece al otro modo de excitación, y debido al dispositivo rectificador estático, también se conoce como la excitación de la excitación estática, la excitadora de aco proporciona la actualidad de excitación. El excitador secundario de CA puede ser una máquina magnética permanente o un alternador con un dispositivo de voltaje constante autoexcitado. Para mejorar la velocidad de regulación de la excitación, el excitador de CA generalmente usa un generador de frecuencia intermedia de 100-200Hz, y el excitador secundario de CA utiliza un generador de frecuencia intermedia de 400-500Hz. El devanado de excitación de CC y el devanado de CA trifásico de este generador se enrollan en la ranura del estator, el rotor solo dientes y ranuras sin devanado, como un engranaje, por lo tanto, no tiene cepillo, anillo de deslizamiento y otras piezas de contacto giratorias, con trabajo confiable, estructura simple, proceso de fabricación conveniente y otras ventajas. La desventaja es que el ruido es mayor y el componente armónico del potencial de CA también es mayor.

3. Modo de excitación sin excitador:

No se configura un excitador especial en el modo de excitación, y la potencia de excitación se obtiene del generador en sí, y luego el generador en sí se excita después de la rectificación, que se llama excitación estática autoexcitada. La excitación estática autoexcitada se puede dividir en dos maneras: excitación de autoestima y excitación de autocompuesto. Modo de excitación de autoestima obtiene corriente de excitación a través del transformador rectificador conectado a la salida del generador, y suministra la excitación del generador después de la rectificación. Este modo de excitación tiene las ventajas de unión simple, menos equipo, menos inversión y menos trabajo de mantenimiento. El modo de excitación de autocompuesto no solo no tiene un transformador de rectificador, sino que también tiene un transformador de corriente de alta potencia en serie en el bucle del estator del generador. La función del transformador es proporcionar una corriente de excitación mayor al generador cuando ocurre un cortocircuito, para compensar la deficiencia de la salida del transformador del rectificador. Este modo emocionante tiene dos fuentes de energía emocionantes, la fuente de energía de voltaje obtenida por el transformador del rectificador y la fuente de corriente obtenida por el transformador en serie.

Iii. Características relacionadas con la corriente de generador y excitación

1, regulación de voltaje

El sistema de excitación de regulación automática puede considerarse como un sistema de control de retroalimentación negativa con voltaje como la cantidad regulada. La corriente de carga reactiva es la razón principal de la caída del voltaje del terminal del generador. Cuando la corriente de excitación es constante, el voltaje terminal del generador disminuirá con el aumento de la corriente reactiva. Sin embargo, para cumplir con los requisitos de los usuarios sobre la calidad de la potencia, el voltaje terminal del generador debe permanecer básicamente sin cambios, y la forma de lograr este requisito es ajustar la corriente de excitación del generador con el cambio de corriente reactiva.

2, Regulación de potencia reactiva:

Cuando el generador se ejecuta en paralelo con el sistema, se puede considerar que se ejecuta con la barra de bus de la fuente de alimentación de capacidad infinita. Para cambiar la corriente de excitación del generador, el potencial inducido y la corriente del estator también cambian, y la corriente reactiva del generador también cambia. Cuando el generador se ejecuta en paralelo con el sistema de capacidad infinita, la corriente de excitación del generador debe ajustarse para cambiar la potencia reactiva del generador. En este momento, la corriente de excitación del generador modificada no es lo que generalmente se llama "regulación de voltaje", sino que solo cambia la potencia reactiva alimentada al sistema.

3, Distribución de carga reactiva:

Los generadores que se ejecutan en paralelo distribuyen la corriente reactiva proporcionalmente de acuerdo con su capacidad nominal. Los generadores de gran capacidad deben tener una carga más reactiva, mientras que los generadores de menor capacidad deberían proporcionar menos carga reactiva. Para realizar la distribución automática de la carga reactiva, la corriente de excitación del generador puede cambiarse mediante el dispositivo de excitación de la regulación automática de alto voltaje para mantener el voltaje terminal sin cambios, y la inclinación de la característica de la regulación de voltaje del generador se puede ajustar para realizar la distribución razonable de la carga reactiva del generador paralelo del generador.

Método para ajustar automáticamente la corriente de excitación

Al cambiar la corriente de excitación del generador, generalmente no se lleva a cabo directamente en su bucle del rotor, porque la corriente en el bucle es muy grande, no es fácil de ajustar directamente, y el método generalmente utilizado es cambiar la corriente de excitación del excitador para lograr el propósito de ajustar la corriente del rotor del generador. Los métodos comunes incluyen cambiar la resistencia del circuito de excitación del excitador, cambiar la corriente de excitación adicional del excitador, cambiar el ángulo en el tiristor, etc. Aquí se trata principalmente del método para cambiar el tiristor en el ángulo, según la voltaje del generador, la corriente o el factor de potencia, y cambiará correspondientemente el ángulo en el ángulo de tiristor, por lo tanto, la corriente de generador de generador cambiará. Este dispositivo generalmente está compuesto por transistores, componentes electrónicos de tiristor, con zona sensible, rápida, sin falla, gran potencia de salida, tamaño pequeño y peso ligero y otras ventajas. En caso de accidente, el sobrevoltaje del generador puede suprimirse de manera efectiva y el campo magnético puede eliminarse rápidamente. El dispositivo de excitación de regulación automática generalmente se compone de la unidad de medición, la unidad de sincronización, la unidad de amplificación, la unidad de ajuste, la unidad de estabilización, la unidad limitante y algunas unidades auxiliares. La señal medida (como el voltaje, la corriente, etc.) se compara con el valor dado después de transformarse por la unidad de medición, y luego el resultado de comparación (desviación) se amplifica por la unidad de preamplificación y la unidad de amplificación de potencia, y se usa para controlar el ángulo en el ángulo del tiristor para lograr el propósito de ajustar la corriente de excitación del generador. La función de la unidad de sincronización es sincronizar la salida de pulso de activación de la parte de cambio de fase con la fuente de alimentación de excitación de CA del rectificador del tiristor para garantizar la activación correcta del silicio controlado. La función de la unidad de ajuste diferencial es hacer que los generadores funcionen en paralelo para distribuir la carga reactiva de manera estable y razonable. La unidad de estabilidad es una unidad introducida para mejorar la estabilidad del sistema de energía. La unidad de estabilización del sistema de excitación se utiliza para mejorar la estabilidad del sistema de excitación. La unidad limitante está diseñada para evitar que el generador funcione en condiciones sobreexcitadas o subexcitadas. Debe señalarse que no todos los tipos de dispositivo de excitación de regulación automática tienen las unidades mencionadas anteriormente, y las unidades de un dispositivo regulador están relacionadas con las tareas específicas que realizan.

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