347 2

8.2. ŹRÓDŁA, UKŁADY WZBUDZENIA I UKŁADY DO REGULACJI PARAMETRÓW GENERATORA

Stosuje się prądnice synchroniczne (50 -h100 Hz) i prądnice induktorowe¹⁾ (400 -r- 500 Hz). Wprowadzenie zwiększonych częstotliwości poprawiło właściwości dynamiczne układów wzbudzenia. Prądnice synchroniczne jako wzbudnice są stosowane w dwóch wykonaniach.

1.    Twomik jest umieszczony w stojanie jak w klasycznej prądnicy synchronicznej. Do prostowania prądu jest stosowany prostownik stacjonarny. Wadą układu jest obecność szczotek i pierścieni ślizgowych (rys. 8.15b).

2.    Twomik jest umieszczony w wirniku (rys. 8.15c) jak w klasycznej prądnicy prądu stałego, a zasilanie uzwojeń wzbudzenia generatora odbywa się poprzez wirujący prostownik. Podstawową zaletą takiego układu jest: wyeliminowanie szczotek i pierścieni ślizgowych, co upraszcza eksploatację zespołu, a zwarta konstrukcja układu zmniejsza długość turbozespołu. Brak bezpośredniego dostępu do połączenia: prostowniki-uzwojenie wzbudzenia utmdnia pomiar napięcia i prądu wzbudzenia oraz przeprowadzenie klasycznego szybkiego odwzbudzania jak w prądnicy prądu stałego. Po opanowaniu problemów konstrukcyjnych układ z wimjącymi tyrystorami może być układem przyszłościowym nawet dla generatorów dużych mocy. Ma on zaletę wzbudnicy prądu stałego - pewność zasilania - oraz bardzo dobre właściwości dynamiczne - wyeliminowanie stałej czasowej wzbudnicy.

Układ ze wzbudnicą induktorową przedstawiono na rysunku 8.15d'. W stojanie wzbudnicy są umieszczone uzwojenia wzbudzające, może być jedno lub dwa uzwojenia (rys. 8.15d), w tym jedno szeregowe, oraz uzwojenie twomika prądu przemiennego. Wirnik stanowi głębokożłobkowane żelazo (bez uzwojeń) - rysunek 8.15d. Strumień magnetyczny ⁽P wytwarzany przez uzwojenie wzbudzenia pulsuje pod wpływem zmian reluktancji wywołanej zmianami szczeliny między stojanem a zębami i żłobkami wirnika. W trójfazowym uzwojeniu twomika indukuje się siła elektromotoryczna. Regulacja napięcia generatora odbywa się bądź przez zmianę prądu wzbudzenia wzbudnicy - sygnał U_s, bądź przez wysterowanie tyrystorów - sygnał s lub jednoczesną zmianę obu sygnałów. W Polsce układ był stosowany dla turbogeneratorów TWW-200 i o mocy 500 MW.

8.2.2.3. Układy statyczne

W układach statycznych (rys. 8.15e) uzwojenie wzbudzenia jest zasilane napięciem generatorowym z dodatkowego transformatora zaczepowego, zwanego transformatorem wzbudzenia, poprzez prostownik tyrystorowy. Główną zaletą układu jest duża szybkość działania, brak dodatkowej maszyny wimjącej (zmniejszenie długości turbozespołu). W przypadku zwarć trójfazowych następuje spadek napięcia na zaciskach, zatem spadek napięcia źródła zasilającego, i układ ma ograniczoną szybkość forsowania wzbudzenia, co jest zasadniczą wadą układu statycznego. Układ jest stosowany m.in. dla turbogeneratora TGHW-360.

¹⁽ Prądnica induktorową jest również zaliczana do prądnic synchronicznych.

347