Как проверить регулятор напряжения на генераторе

Генераторы на электростанциях с независимой (прямой) системой возбуждения снабжены автоматическими регуляторами напряжения. Регулировка напряжения определяется нуждами самой энергосистемы и потребителями.

Асинхронный двигатель служит для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую

Нормальная регулировка параметров системы у потребителей обеспечивается в том случае, если напряжение в заданных точках энергосистемы изменяется равномерно и по графику, в зависимости от установленного режима. Осуществляется данное действие при помощи реле регулятора, установленного непосредственно на генераторах.

Работа реле регулятора напряжения (РН) должна быть стабильной как в нормальном, так и в аварийном режиме. На данный момент наиболее совершенными являются электрические реле регуляторов непрерывного действия.

Принцип действия

Реле регулятора напряжения осуществляет контроль параметров на выводе генератора посредством влияния на разность потенциалов. При необходимости регулировки напряжения для повышения параметров системы (самозапуска электродвигателей, повышения надежности релейной защиты, повышения устойчивости работы и др.), т.е. расширении функции реле регулятора напряжения его принято называть регулятором возбуждения.

Типы автоматических регуляторов

Электромеханические. В их состав входят электромагниты (на подвижных якорях, пружинках). Принцип работы заключается на воздействии изменения активного сопротивления цепи обмотки на ток возбуждения. К ним относят угольные регуляторы, в совокупности с трансформаторами и др. составляющими, которые образуют узлы регулировки напряжения.

Электромагнитный реле-регулятор выполнен из совокупности статических единиц: реакторов, конденсаторов, трансформаторов и др. Изменение параметров генератора вызывается током реле регулятора обмотки возбуждения (компаундные реле-регуляторы с электромагнитными элементами корректировки).

Устройство аппаратов регулировки напряжения и принцип действия идентичен на всех моделях. В состав входит каркас с разъемным кожухом, на поверхности которого укреплены составные элементы:

• УРН (угольный регулятор напряжения);
• резисторы;
• конденсаторы;
• трансформатор регулятора напряжения;
• стабилизирующий трансформатор;
• селеновые выпрямители.

Устройство угольного регулятора

Составные части:

• основной блок;
• угольные контакты (подвижные и неподвижные);
• якорь регулятора (подвижного типа);
• пружины;
• электромагнитный сердечник;
• угольные столбики (с шероховатыми шайбами внутри);
• фарфоровые трубки.

Общий вид угольного регулятора напряжения

Шайбы внутри столбика сжимаются с двух сторон: с одной якорем, с другой пружинкой, которая противодействует ему. Угольный столбик подключается к системе посредством контактов в цепь обмотки возбуждения. Сопротивление УРН пропорционально площади соприкосновения шайб в столбе, зависит от напора. Разность величин определяет сопротивление цепи обмотки возбуждения возбудителя.

При нормальных параметрах сети система УРН находится в неподвижном состоянии (якорь и пружинки действуют на шайбы с одинаковой силой). С увеличением нагрузки происходит уменьшение тока на обмотке электромагнита, чем вызывается уменьшение сопротивления. Электрическое сопротивление меняет свое значение в зависимости от степени сжатия шероховатых шайб внутри столбика. Причем, зависимость обратно пропорциональная – большее сжатие обеспечивает меньшую величину сопротивления.

Общий вид генератора

В цепях постоянного тока стабильное значение потенциалов достигается за счет работы компаундных потенциалов. Автоматические реле регуляторов напряжения регулируют параметры в сетях переменного тока.

При постоянном количестве оборотов генератора регулировка величины потенциалов осуществляется путем изменения магнитного поля. Современные трехфазные генераторы независимого возбуждения включают в себя автоматическое реле регулятора напряжения.

Схема автоматических РН включает в себя два основных элемента:

• Ротор. Имеет соединение с валом забора мощности двигателя. Движется вокруг ротора.
• Статор. Закреплен неподвижно в корпусе двигателя. Схема включает две обмотки: возбуждения и силовую. Отличительной особенностью их возбуждения является то, что они состоят из трех фазных обмоток.

Создание магнитного поля осуществляет обмотка возбуждения. При движении ротора создается выходной потенциал.

После работы генератора в нем может находиться остаточный магнетизм.

Регулятор напряжения (общие сведения)

Схема оборудования включает в себя:

• составной трансформатор (из 3 трансформаторов, соединенных в единую конструкцию), обмотка которых соединена обмоткой генератора и розеткой;
• обмотка возбуждения, соединенная с вторичной обмоткой регулятора, контактами, выпрямителями-диодами.

Регулировка осуществляется путем увеличения тока составным трансформатором на обмотках ротора.

Управление параметрами регулятора напряжения

Управление выходящим потенциалом регулятора напряжения осуществляется контролем воздушного зазора с помощью добавления или удаления изоляционных уплотнителей. Увеличение зазора приводит к повышению потенциала.

Схема современной системы управления параметрами

Изменение параметров производится всегда при выключенном оборудовании (генераторе).

Порядок диагностики неисправностей

Осуществляется в три этапа:

• запуск двигателя;
• проверка частоты вращения механизма, регулировка при необходимости;
• проверка напряжения в розетках на электростанции.

Чтобы проверка имела более высокую точность, эталоном (тестовым сигналом) выбирают показание частоты на шинах электростанции. Также это защищает систему от сбоев во время тестирования.

Проверка может быть выполнена одним из нескольких типов, в зависимости от параметров генератора:

1. Основное тестирование заключается в снятии характеристик регулирования и проверке устойчивости работы генератора в режиме холостого хода.
2. Снятие показаний и проверка вентильного узла возбуждения в режиме гашения поля (режим холостого хода).

Проверка в режиме ХХ не включает в себя замеры показаний системы возбуждения. Главным недостатком являются большие затраты на топливо для длительной работы оборудования в режиме холостого хода.

Наиболее совершенным способом проверки является тестирование системы возбуждения синхронных генераторов с помощью оборудования на подстанциях (регуляторами). Заключается в том, что схема энергосистемы получает малое возмущение за счет подачи сигналов на регуляторы возбуждения. Изменение параметра (устойчивость работы генератора) позволяет определить область устойчивой работы генератора. Этот способ проверки более эффективен, т.к. позволяет осуществить мониторинг системы возбуждения генератора.

Для точности показаний проверка должна выполняться неоднократно.

Видео. Проверка регулятора напряжения.

Для обеспечения стабильности работы энергосистемы необходимо проводить проверки работы элементов ее оборудования. Проверка регулятора напряжения является обязательным мероприятием, которое помогает выявить неисправности в сети, предотвратить аварийные ситуации, повысить качество электроэнергии и увеличить межремонтный срок эксплуатации электроустановок.