Навигация

Ионные возбудители

В ионном возбудителе применены металлические запаянные управляемые ртутные вентили. Давление паров ртути зависит от ее температуры и влияет на процессы горения дуги и электрическую прочность вентиля. Тепловой режим вентилей обеспечивают два теплообменника с охладителями, нагревателями и циркуляционными насосами. Охлаждающий дистиллят циркулирует между двумя металлическими цилиндрами вентиля снизу вверх, заданная температура дистиллята в замкнутом контуре охлаждения поддерживается автоматически регулятором прямого действия, при отключении работающего теплообменника с помощью струйного реле автоматически вводится в работу резервный. Защиту выпрямителей и трансформатора ВТ от токов обратных зажиганий осуществляют шести полюсные анодные быстродействующие выключатели ВАБ-10. При обратных зажиганиях в вентилях отдельные полюсы выключателя работают независимо. В систему собственных нужд выпрямительной установки входят: система возбуждения и зажигания ртутных вентилей, система сеточного управления, система охлаждения ртутных вентилей.
Использование ртутных выпрямителей в силовых цепях возбуждения синхронных машин накладывает некоторые особенности на эксплуатацию системы возбуждения, а именно:
последовательное зажигание выпрямителей, питаемых разными фазами переменного тока, происходит только при условии постоянного горения вспомогательных дуг при напряжении не ниже 85—90%, если вспомогательные дуги выпрямителей гаснут, турбогенератор быстро теряет возбуждение;
выпрямленное ртутными выпрямителями напряжение содержит высшие гармоники и форма его кривой имеет пилообразный характер.
Преимуществами систем возбуждения с управляемыми ртутными вентилями являются: высокая форсировочная способность, быстродействие, так как управление вентилями практически безинерционно, возможность применения регуляторов сильного действия,- отсутствие вращающихся частей, применение стандартного оборудования, простота и удобство проведения ремонтов. Ионный возбудитель с АРВ сильного действия (§ 3-4) обеспечивает устойчивую работу возбуждения и системы регулирования во всех эксплуатационных режимах, если напряжение генератора выше 0,8£/„. Форсировка возбуждения до 2,2£/в .н происходит при снижении напряжения до 0,94Ua, скорость нарастания возбуждения при форсировке составляет 25—30 ед/сек.
К общим недостаткам ионного возбудителя следует отнести чувствительность вентилей к тепловому режиму, большое количество вспомогательного оборудования, связанного с их охлаждением, ненадежность контактной системы ВАБ, а также затруднения в работе ртутных вентилей при несимметричных коротких замыканиях во внешней системе генераторного напряжения. Система ионного самовозбуждения из-за отсутствия силового компаундирования не обеспечивает форсировки при близких трехфазных коротких замыканиях, если время отключения короткого замыкания превышает 1—1,5 сек, генератор развозбуждается. Кроме того, подключение дополнительного трансформатора к выводам генератора увеличивает возможность повреждений в наиболее ответственной части электрооборудования. Для первоначального подмагничивания ротора турбогенератора необходимо иметь мощный посторонний источник постоянного тока.
При использовании аккумуляторной батареи для начального пуска следует иметь в виду, что в момент ее отключения амплитудное значение напряжения ионного возбудителя достигает большой величины (470 в), вследствие чего увеличивается вероятность пробоя изоляции в сети постоянного тока, а при отказе реле обратного тока возможно повреждение аккумуляторной батареи. Поэтому начальный пуск генератора рекомендуется осуществлять с питанием цепей возбуждения от щита 0,4 кв. через выпрямительное устройство.
Некоторого увеличения надежности работы быстродействующих анодных выключателей ВАБ можно достичь напайкой металлокерамических пластин на контакты. Для облегчения работы контактов ВАБ рекомендуется вводить сеточную защиту от обратных зажиганий. Все перечисленные недостатки снижают эксплуатационные показатели систем возбуждения с ртутными выпрямителями. Нарушение теплового режима ртутных вентилей приводит к перераспределению токов по вентилям рабочих и форсировочных групп, вследствие чего отдельные группы перегружаются и могут отключиться.
Все электромашинные системы возбуждения с неуправляемыми выпрямителями или возбудителями постоянного тока имеют постоянные времени 0,3 сек и относятся к инерционным системам возбуждения.
Системы возбуждения с ионными и управляемыми полупроводниковыми выпрямителями имеют постоянные времени 0,1 сек и относятся к быстродействующим системам возбуждения.
Несмотря на развитие новых систем возбуждения, коллекторные электромашинные возбудители остаются пока основной наиболее распространенной системой возбуждения турбогенераторов.