Системы независимого возбуждения

Рис.9. Синхронный компенсатор КСВБО-50-11 с реверсивным  бесщеточным возбудителем.

  В отличие от синхронного компенсатора КСВБО-50-11 при разработке реверсивных бесщеточных возбудителей для КСВБО-100-11 и КСВБО-160-15 возникли новые задачи, связанные со значительным увеличением мощности бесщеточных возбудителей и особенностями конструкции синхронных компенсаторов. При выборе принципиальной схемы вращающегося выпрямителя блока положительного возбуждения ВБД с целью повышения надежности возбудителя был принят вариант с подключением каждой пары роторных вентилей к отдельным группам параллельных ветвей якорной обмотки генератора возбудителя. В этом случае достигается равномерное распределение тока между роторными вентилями и уменьшение контурного тока короткого замыкания при пробое вентилей. G целью наибольшей унификации оборудования для КСВБО-100-11 и КСВБО-160-15 выбраны один тип блока отрицательного возбуждения, одинаковые вращающиеся выпрямители блока положительного возбуждения, консольное размещение реверсивного возбудителя на обоих концах вала синхронного компенсатора.

  С целью упрощения систем возбуждения синхронных компенсаторов в них в отличие от турбогенераторов не применяются предохранители. Защита возбудителя от внутренних коротких замыканий осуществляется с помощью измерительной катушки, размещаемой между полюсами индуктора обращенного синхронного генератора [168, 169]. Высшие пространственные гармонические составляющие магнитного потока, величина которых пропорциональна току якоря, индуктируют в межполюсной катушке эдс. Катушка подсоединяется к одной из обмоток дифференциального реле, вторая его обмотка подключается к датчику тока или напряжения возбуждения возбудителя. Ток якоря пропорционален току индуктора в установившихся режимах. Коэффициент пропорциональности между напряжением межполюсной катушки и током якоря получается разным при работе в режиме нагрузки и при коротком замыкании, в частности трехфазном. Это и позволяет выявить внутреннее короткое замыкание бесщеточного возбудителя.

  Необходимо  обратить внимание на то, что реверсивные  бесщеточные возбудители позволяют не только увеличить потребляемую реактивную мощность, но и облегчить асинхронный пуск компенсаторов. При наличии двух выпрямителей разной полярности во время пуска обе полуволны тока замыкаются через вращающиеся выпрямители [170]. Это приводит к уменьшению тормозного момента при пуске, возникающего под действием постоянной составляющей тока ротора. Кроме того, наличие электромагнитной связи между основной и дополнительной обмотками способствует существенному уменьшению напряжений в цепях возбуждения синхронного компенсатора в процессе его пуска.

     Для полного использования синхронного  компенсатора в режиме потребления эффективно применение дополнительной обмотки на роторе в поперечной оси. Такие обмотки предлагались и ранее для повышения динамической и статической устойчивости генераторов и синхронных компенсаторов [171—174]. В данном случае маломощная поперечная обмотка играет роль удерживающей, обеспечивающей сохранение угла 6, близкого к нулю, при отрицательных токах возбуждения. В случае безынерционного регулирования тока в поперечной обмотке предельная реактивная мощность Q = U²lx'_q, что значительно превышает номинальную мощность. Здесь x'_q — переходное индуктивное сопротивление синхронного компенсатора в поперечной оси.