б – двухфазное КЗ фаз С и А на ВН трансформатора.

Задание № 2

Построить принципиальную схему устройства фазового компаундирования синхронного генератора, выполнив фазировку цепей тока и напряжения регулятора

Устройство фазового компаундирования (ФК)

Применяется для автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов при изменении главных возмущений - тока статора генератора и угла сдвига фаз между током и напряжением генератора. Устройство ФК формирует ток возбуждения синхронного генератора в соответствии с выражением

, (2.1)

где , если генератор и возбудитель ненасыщенны (линеаризованная машина).

Основным элементом ФК является устройство векторного суммирования двух сигналов, один из которых пропорционален току генератора (от трансформаторов тока)

,

второй - напряжению генератора (от трансформаторов напряжения)

,

а управляющий возбуждением сигнал

.

В качестве суммируемых (по законам Кирхгофа) сигналов могут использоваться токи, напряжения, магнитные потоки, магнитодвижущие силы. Во всех случаях для правильной работы ФК необходимо выполнения правила фазировки, вытекающего из выражения (2.1): “ в суммирующем устройстве синусоидальный сигнал (вектор), пропорциональный току генератора, должен при активной нагрузке генератора опережать синусоидальный сигнал (вектор), пропорциональный напряжению генератора на 90 эл. град. ”.

Это правило должно выполняться в каждой фазе (три суммирующих устройства) с последующим трёхфазным выпрямлением и при суммировании линейных комбинаций сигналов от трансформаторов тока и от трансформаторов напряжения генератора в одном суммирующем устройстве с последующим выпрямлением полученного сигнала.

Наиболее распространено суммирующее устройство в виде трёхобмоточного трансформатора тока TLA, первая обмотка которого подключена к трансформаторам тока ТТ (ТА) генератора G, вторая обмотка через балластное сопротивление и согласующий автотрансформатор - к выводам трансформатора напряжения ТН (TV), третья обмотка - через выпрямитель к обмотке возбуждения возбудителя.

Рис.2.1. Схема устройства фазового компаундирования

Вариант №6

Заданы:

- схема соединения ТТ ()- первая обмотка суммирующего TLA включена на сумму токов фаз А и С и их разность с фазой В;

- схема соединения обмоток ТН () – первичные обмотки соединены в треугольник, вторичные – в звезду;

- характер балластного сопротивления в цепи напряжения (X_б) - чисто индуктивное.

Решение

Векторные диаграммы вторичных токов и напряжений устройства рис. 2.1 при активной нагрузке генератора приведены на рис. 2.2,а. Вторичные токи , , совпадают по фазе с первичными токами , , . Ток . В соответствии с правилом фазировки строится вектор тока (отстаёт от на 90°). Поскольку балластное сопротивление чисто индуктивное, то для создания тока требуется напряжение , опережающее ток на 90°. Вектора вторичных напряжений TV в соответствии с рис. 2.1 совпадают по фазе: с , с , с . Из этой векторной диаграммы следует, что с полученным вектором совпадает по направлению вектор , т.е. АТ нужно подключить к фазе b и а TV.

Векторные диаграммы устройства, представленного на рис. 2.1, при несимметричных КЗ: показаны на рис. 2.2,б. Построение осуществляется в следующей последовательности:

1) по векторным диаграммам первичных токов и напряжений строятся векторные диаграммы вторичных токов ТТ и вторичных напряжений ТН;

2) строятся вектора и ;

3) вектор тока совпадает с вектором ; он геометрически суммируется с и получается ток . Ток после выпрямления подаётся на возбудитель GE (рис. 2.1).

а)

б)

Рис. 2.2. Векторные диаграммы токов и напряжений устройства фазового компаундирования в режимах:

а – активная нагрузка генератора;

б – двухфазное КЗ фаз С и А на ВН трансформатора.