Автоматический регулятор частоты напряжения судовых синхронных генераторов

Цель работы

Знакомство с работой автоматического регулятора частоты (АРЧ) напряжения судового синхронного генератора.

 

Задание

2.1.  Ознакомиться с характеристикой АРЧ судовых синхронных  ге­нераторов на тренажере СЭС.

2.2.  Изучить механизм распределения ктивных мощностей между параллельно работающими генераторами.

2.3.  Научиться вручную распределять активную нагрузку между генераторами.

2.4.  Научиться выводить из работы синхронный генератор при уменьшении нагрузки на СЭС.

 

Краткая теория

 

Стабилизацию частоты на выходе генератора обеспечивает автомати­ческий регулятор частоты (АРЧ), создающий статическое регулирова­ние. Допустимое отклонение частоты на ГРЩ СЭС в установившемся режиме по требованию Регистра составляет 5% от номинальной частоты. На судах с классом автоматизации АРЧ обеспечивают равномерное распределение активных мощностей между параллельно работающими генераторами. Частота напряжения на ГРЩ однозначно определяется частотой вращения первичного двигателя:

 

где: p - число пар полюсов генератора; n - частота вращения первичного двигателя, (об/мин).

 

Как видно из вышеприведенного соотношения, частота напряжения СГ зависит от частоты вращения вала первичного двигателя, определяемой его регулятором дозирующем подачу топлива в дизель.

Активная нагрузка между генераторами распределяется в зависимос­ти от статизма характеристики этого регулятора (рисунки 27, 28).

 

 

Рисунок-27 Разный статизм характеристик АРЧ

 

 

 

Рисунок-28 Одинаковый статизм  характеристик АРЧ

 

 

 

 

 

Генератор большей мощности должен иметь более жесткую характе­ристику, чтобы взять на себя большую часть активной нагрузки. Ге­нераторы одинаковой мощности должны иметь одинаковый статизм ха­рактеристик, чтобы активная мощность распределялась поровну. Статизм механических характеристик первичных двигателей изменяется вручную при настройке регулятора.

На СЭС высокой степени автомати­зации предусмотрено автоматическое распределение активных мощностей между генераторами путем использования датчиков активного тока (ДАТ). В этих случаях распределение активных мощностей поровну или пропорционально номиналам генераторов происходит за счет параллель­ного смещения механических характеристик путем воздействия на топливную рейку первичного двигателя (рисунок 29).

 

Рисунок-29 Изменение характеристик путем воздействия на топливную рейку

 

 

Порядок выполнения работы

4.1. Снять характеристику регулятора первичного двигателя f = f (P).

На холостом режиме при отключенном генераторе от ГРЩ на его выходе установить номинальное напряжение и номинальную частоту (U=440 В, f = 60 Гц). Затем, подключить генератор на ГРЩ и, постепенно увеличивая нагрузку на ГРЩ до максимальной, снять характеристику f = f (P). Показания с частотомера и киловаттметра снимать с дисплея и заносить в таблицу 5.

 

                                                                                                                

 

Таблица 5.

 

Измеряемые величины	Значения измеряемых величин
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Р,,  кВт
f, Гц

 

Характеристики снять для двух генераторов при работающем АРЧ. Построить характеристики в одних осях. Рассчитать статизм для каждого первичного двигателя (δ)  и проверить на допустимое отклонение частоты по Регистру (10 %).

Характеристики необходимо снимать при работе генераторов в автономном режиме.

   4.2. Снять характеристику f = f (P) одного из генераторов при
отключенном АРЧ. Построить характеристики генератора при отключен­ном и работающем АРЧ в одних осях. Рассчитать статизм обеих характеристик.

   4.3. Подключить два генератора на ГРЩ, проведя предварительную синхронизацию. Отключить нагрузку на ГРЩ. Если это невозможно, сделать ее минимальной. Установить на ГРЩ U =440 B, f = 60 Гц. Затем, постепенно увеличивая нагрузку до номинальной, заполнить таблицу 6. Снимать показания при работающем автомате по распределе­нию активных мощностей.

                                                                                                         Таблица 6

Измеряемые величины	Значения измеряемых величин
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
f, Гц
P, кВт
P, кВт
δ, %

 

Проверить на допустимую неравномерность загрузки по активной мощности, она не должна превышать по Регистру 10 %.

4.4.  Отключить нагрузку на ГРЩ. Затем выполнить пункт 4.3 при отключенной автоматике по распределению активных мощностей.

4.5.  Перевести работу судовой электростанции целиком на ручное управление. Включить на параллельную работу два генератора. Уменьшить нагрузку на ГРЩ до 50 % от номинальной. Затем - отключить один генератор в следующей последовательности:

а) перевести реактивную мощность на оставляемый генератор, воз­действуя на ток возбуждения обоих генераторов, у отключаемого ток уменьшать, у оставляемого в работе - увеличивать. Полный перевод нагрузки зафиксировать по показанию киловарметра;

б) перевести активную мощность на оставляемый генератор, воздей­ствуя на топливную рейку обоих генераторов, у отключаемого - при­крывать подачу топлива, у оставляемого - увеличить подаваемое
топливо. При этом у отключаемого генератора оставить несколько
киловатт, чтобы избежать перехода его в двигательный режим;

в) убедившись по показаниям приборов, что перевод нагрузки
осуществлен, подать команду на отключение генератора;

г) обратить внимание на показание амперметра оставляемого ­
генератора. Если стрелка амперметра не отклонилась в момент отклю-­
чения генератора, значит, в процессе отключения не было ошибок.

 

5. Требования к оформлению отчету

Отчет должен содержать:

таблицу и графики снятых характеристик АРЧ генераторов; схему распределения активных мощностей между генераторами; изложение алгоритма вывода синхронного генератора в резерв.

Контрольные вопросы

1.  Принципы построения автоматических регуляторов частоты (АРЧ) вращения первичных двигателей синхронных генераторов.

2. Требования Регистра к частоте напряжения на ГРЩ.

3.  Виды характеристик АРЧ.       

4.  Изменение уставки и статизма характеристик АРЧ.

5.  Механизм распределения активных мощностей между генераторами.

6.  Принцип работы датчика активного тока.

7.  Перераспределение активных нагрузок генераторов вручную.

8. Требования Регистра к допустимой неравномерности активных нагрузок между генераторами при параллельной работе.

 

Тренажерная работа №4