RU2268544C1

RU2268544C1 - Generator with thyristor excitation (variants)

Info

Publication number: RU2268544C1
Application number: RU2004119133/09A
Authority: RU
Inventors: Иль Николаевич Джус (RU); Илья Николаевич Джус
Original assignee: Илья Николаевич Джус
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-01-20
Also published as: RU2004119133A

Abstract

FIELD: electric engineering, possible use for construction of electric power plants, sub-plants and industrial facilities.

SUBSTANCE: generator with thyristor excitation for launch of generator thyristor excitation bridge is used, powered by source. For this switch sends to thyristor bridge and source signals from launch block, and after end of generator launch onto thyristor bridge and source signals are sent from block for controlling excitation.

EFFECT: simplified construction and maintenance.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться на электростанциях, подстанциях и предприятиях, использующих синхронные генераторы, компенсаторы, двигатели.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in power plants, substations and enterprises using synchronous generators, compensators, motors.

Наиболее близким по технической сути к первому варианту изобретения является генератор /1/ с тиристорным возбуждением, содержащий блок управления возбуждением и тиристорный мост, входом через трансформатор соединенный с выводами статора, которые через выключатель связаны с сетью один полюс моста соединен с обмоткой ротора. Недостатком устройства является сложность ибо такой генератор в наладочных и пусковых режимах может приводиться в движение только с помощью дополнительного так называемого тиристорно-пускового устройства.The closest in technical essence to the first embodiment of the invention is a thyristor excitation generator / 1 /, comprising an excitation control unit and a thyristor bridge, connected via an input transformer to stator leads, which through a circuit breaker are connected to the network, one pole of the bridge is connected to the rotor winding. The disadvantage of this device is complexity because such a generator in commissioning and starting modes can be set in motion only with the help of an additional so-called thyristor-starting device.

Целью изобретения является упрощение.The aim of the invention is to simplify.

Поставленная цель достигается за счет того, что генератор снабжен управляемым источником постоянного тока, который выходом включен между вторыми выводами моста и ротора, и многополюсным переключателем, средние выводы которого соединены с управляющими входами тиристорного моста, один комплект крайних выводов соединен с выходом блока управления возбуждением, а второй - с выходом пускового блока, а параллельно ротору включен диод.This goal is achieved due to the fact that the generator is equipped with a controlled constant current source, which output is connected between the second terminals of the bridge and rotor, and a multipole switch, the middle terminals of which are connected to the control inputs of the thyristor bridge, one set of extreme terminals is connected to the output of the excitation control unit, and the second - with the launch block output, and a diode is connected in parallel with the rotor.

Наиболее близким по технической сути ко второму варианту изобретения является генератор /1/ с тиристорным возбуждением, содержащий блок управления возбуждением и тиристорный мост, входом через трансформатор соединенный с выводами статора, которые через выключатель связаны с сетью, один полюс моста через второй выключатель соединен с обмоткой ротора, а второй вывод непосредственно. Недостаток прототипа указан выше, как и цель изобретения.The closest in technical essence to the second embodiment of the invention is a generator / 1 / with thyristor excitation, containing an excitation control unit and a thyristor bridge, connected via a transformer to stator leads that are connected to the network through a switch, one pole of the bridge through a second switch is connected to a winding rotor, and the second output directly. The disadvantage of the prototype indicated above, as well as the purpose of the invention.

Поставленная цель достигается во втором варианте изобретения за счет того, что генератор снабжен управляемым источником постоянного тока, который первым выходом подключен к выводу ротора, подключенному к второму выключателю, а второй вывод источника подключен к средней точке однополюсного переключателя, крайние выводы которого соединены с полюсами тиристорного моста, и вторым, многополюсным переключателем, средние выводы которого соединены с управляющими входами тиристорного моста, один комплект крайних выводов соединен с выходом блока управления возбуждением и второй - с выходом пускового блока, а параллельно ротору включен диод.The goal is achieved in the second embodiment of the invention due to the fact that the generator is equipped with a controlled constant current source, which is connected to the rotor terminal connected to the second switch, and the second terminal is connected to the midpoint of the unipolar switch, the extreme ends of which are connected to the thyristor poles bridge, and the second, multi-pole switch, the middle terminals of which are connected to the control inputs of the thyristor bridge, one set of extreme terminals is connected to the output b eye and a second drive control - yield starting block, and a diode in parallel to the rotor.

Наиболее близким по технической сути к третьему варианту изобретения является генератор /2/ с тиристорным возбуждением, содержащий блок управления возбуждением, тиристорный мост и вспомогательный генератор, выводы статора которого соединены с фазами тиристорного моста, обмотка статора генератора через первый выключатель связана с сетью, один полюс моста соединен с обмоткой ротора генератора непосредственно. Недостаток прототипа указан выше, как и цель изобретения.The closest in technical essence to the third embodiment of the invention is a thyristor excitation generator / 2 /, comprising an excitation control unit, a thyristor bridge and an auxiliary generator, the stator leads of which are connected to the phases of the thyristor bridge, the stator winding of the generator through the first switch is connected to the network, one pole the bridge is connected directly to the generator rotor winding. The disadvantage of the prototype indicated above, as well as the purpose of the invention.

Поставленная цель достигается в третьем варианте изобретения за счет того, что генератор снабжен управляемым источником постоянного тока, который выходом соединен с полюсами тиристорного моста, и многополюсным переключателем, средние выводы которого соединены с управляющими входами тиристорного моста, один комплект крайних выводов соединен с выходом блока управления возбуждением и второй - с выходом пускового блока, а параллельно ротору включен диод.The goal is achieved in the third embodiment of the invention due to the fact that the generator is equipped with a controlled constant current source, which is connected to the poles of the thyristor bridge by an output, and a multi-pole switch, the middle terminals of which are connected to the control inputs of the thyristor bridge, one set of extreme terminals is connected to the output of the control unit excitation and the second - with the output of the starting block, and in parallel with the rotor a diode is connected.

Наиболее близким по технической сути к четвертому варианту изобретения является, генератор /2/ с тиристорным возбуждением, содержащий блок управления возбуждением, тиристорный мост и вспомогательный генератор, выводы статора которого соединены с фазами тиристорного моста, обмотка статора генератора через первый выключатель связана с сетью, один полюс моста соединен с обмоткой ротора генератора непосредственно. Недостаток прототипа указан выше, как и цель изобретения.The closest in technical essence to the fourth embodiment of the invention is a thyristor excitation generator / 2 / comprising an excitation control unit, a thyristor bridge and an auxiliary generator, the stator leads of which are connected to the thyristor bridge phases, the generator stator winding through the first switch is connected to the network, one the pole of the bridge is connected directly to the generator rotor winding. The disadvantage of the prototype indicated above, as well as the purpose of the invention.

Поставленная цель достигается в четвертом варианте изобретения за счет того, что генератор снабжен управляемым источником постоянного тока, который выходом соединен с полюсами тиристорного моста и многополюсным переключателем, средние выводы которого соединены с управляющими входами тиристорного моста, один комплект крайних выводов соединен с выходом блока управления возбуждением, и второй - с выходом пускового блока, а параллельно ротору включен выключатель.The goal is achieved in the fourth embodiment of the invention due to the fact that the generator is equipped with a controlled constant current source, which is connected to the poles of the thyristor bridge and a multi-pole switch, the middle terminals of which are connected to the control inputs of the thyristor bridge, one set of extreme terminals is connected to the output of the excitation control unit , and the second - with the output of the starting block, and in parallel with the rotor, a switch is turned on.

На фиг.1, 2, 3, 4 приведены схемы устройств применительно к вариантам изобретения.Figure 1, 2, 3, 4 shows a diagram of devices in relation to variants of the invention.

Синхронный генератор 1 выводами статора подключен к сетевому выключателю 2. К ротору генератора 1 присоединен один выходной вывод тиристорного выпрямительно-инверторного моста 3 непосредственно. Имеется управляемый источник 4 постоянного тока. Источник 4 выполняется преимущественно в виде тиристорного моста, аналогичного мосту 3. Возможно также исполнение источника 4 в виде генератора постоянного тока. В этом случае мост 3 выполняется с принудительной коммутацией. Вход источника 4 связан с сетью. Управляющие входы моста 3 и источника 4 через переключатель 5 связаны с блоком 6 управления возбуждением и пусковым блоком 7. Параллельно обмотке ротора генератора 1 включен диод 8.The synchronous generator 1 with the stator leads is connected to the network switch 2. To the rotor of the generator 1 is connected one output terminal of the thyristor rectifier-inverter bridge 3 directly. There is a controlled DC source 4. The source 4 is made mainly in the form of a thyristor bridge, similar to the bridge 3. It is also possible the design of the source 4 in the form of a DC generator. In this case, the bridge 3 is performed with forced switching. Source 4 input is connected to the network. The control inputs of the bridge 3 and source 4 are connected through a switch 5 to the excitation control unit 6 and the start-up unit 7. A diode 8 is connected in parallel with the rotor winding of the generator 1.

На фиг.1 и 2 мост 3 связан со статором генератора 1 через трансформатор 9.In figures 1 and 2, the bridge 3 is connected to the stator of the generator 1 through a transformer 9.

На фиг.2 цепь ротор 1 - мост 3 содержит выключатель 10. Источник 4 подключен одним полюсом к общей точке ротора генератора 1 и моста 3, а вторым полюсом - к среднему выводу переключателя 11. Первый крайний вывод этого переключателя связан с вторым полюсом моста 3 и ротора 1, а второй крайний вывод соединен с полюсом моста 3 и второго выключателя 10.In Fig.2, the chain rotor 1 - bridge 3 contains a switch 10. The source 4 is connected by one pole to the common point of the rotor of the generator 1 and bridge 3, and the second pole to the middle terminal of the switch 11. The first extreme terminal of this switch is connected to the second pole of the bridge 3 and rotor 1, and the second extreme terminal is connected to the pole of the bridge 3 and the second switch 10.

На фиг.3 полюса источника 4 включены последовательно в цепь мост 3 - ротор 1. Мост 3 фазами связан с возбудителем 12, который представляет собой вспомогательный трехфазный синхронный генератор, оборудованный системой возбуждения или выполненный с постоянными магнитами. Возбудитель 12 связан с генератором 1 общим валом вращения. Фиг.4 повторяет фиг.3 с той лишь разницей, что вместо диода 8 установлен выключатель 13.In Fig. 3, the poles of the source 4 are connected in series with the bridge 3 - rotor 1. The bridge is connected in 3 phases to the exciter 12, which is an auxiliary three-phase synchronous generator equipped with an excitation system or made with permanent magnets. The causative agent 12 is connected with the generator 1 by a common rotation shaft. Figure 4 repeats figure 3 with the only difference being that instead of diode 8, a switch 13 is installed.

Устройства работают следующим образом.Devices work as follows.

При необходимости пуска генератора 1 на фиг.1 выключатель 2 разомкнут, мост 3 и источник 4 управляющими входами подключены к пусковому блоку 6. Последний, подавая управляющие сигналы на мост 3 и источник 4, осуществляет известным образом формирование на выходе моста переменное напряжение с плавно повышающимися частотой и амплитудой, которое осуществляет пуск генератора 1 в режиме вентильного двигателя. При этом через обмотку ротора генератора 1 протекает постоянный ток, обеспечивающий возбуждение генератора 1. После разгона генератора 1 до скорости выше синхронной, что требуется, например, при пуске газотурбинной установки, мост 3 переводится из пускового инверторного режима в выпрямительный режим регулирования возбуждения, что достигается переключением переключателя 5. При этом источник 4 может оставаться в работе или быть выведенным (например, шунтированием, переводом на нулевое напряжение, отключением). Генератор 1 может быть подключен к сети или нагрузке замыканием выключателя 2.If it is necessary to start the generator 1 in figure 1, the switch 2 is open, the bridge 3 and the source 4 of the control inputs are connected to the starting block 6. The latter, by supplying control signals to the bridge 3 and source 4, in a known manner generates an alternating voltage at the output of the bridge with gradually rising frequency and amplitude, which carries out the start of the generator 1 in the mode of the valve motor. In this case, a direct current flows through the winding of the rotor of the generator 1, which ensures the excitation of the generator 1. After accelerating the generator 1 to a speed higher than the synchronous one, which is required, for example, when starting a gas turbine installation, the bridge 3 is transferred from the starting inverter mode to the rectifier mode of excitation regulation, which is achieved by switching the switch 5. In this case, the source 4 can remain in operation or be brought out (for example, bypassing, switching to zero voltage, shutting down). The generator 1 can be connected to the network or to the load by closing the switch 2.

На фиг.2 пусковой режим обеспечивается при отключенных 2 и 10. Переключатель 5 подключен к блоку 6, а 11 - к выводу выключателя 10. При этом создается конфигурация схемы, как и выше. Подобным же образом осуществляется разгон. При переходе в режим генерации энергии переключаются 5, 10 и 11, а затем 2. В этом режиме мост 3 и источник 4 работают параллельно на ротор генератора 1.In Fig. 2, the starting mode is provided when 2 and 10 are disconnected. The switch 5 is connected to the block 6, and 11 to the output of the switch 10. This creates a configuration of the circuit, as above. In the same way, overclocking is performed. When switching to the power generation mode, 5, 10 and 11, and then 2 are switched. In this mode, the bridge 3 and the source 4 work in parallel to the rotor of the generator 1.

На фиг.3 и 4 в пусковом режиме переменное напряжение подается на вспомогательный генератор 12, который осуществляет вращение. На фиг.4 в пусковом режиме включен выключатель 11, поэтому ток через ротор генератора 1 не протекает. Пусковые режимы и режим перехода к режиму генерации осуществляется так же, как и в предыдущих схемах. На фиг.4 перед переходом к рабочему режиму выключатель 11 размыкается.Figure 3 and 4 in the starting mode, the alternating voltage is supplied to the auxiliary generator 12, which rotates. Figure 4 in the starting mode, the switch 11 is turned on, so the current through the rotor of the generator 1 does not flow. Starting modes and the transition mode to the generation mode is carried out in the same way as in the previous schemes. In Fig. 4, before switching to the operating mode, the switch 11 opens.

Во всех приведенных вариантах для пуска используется тиристорный преобразователь цепи возбуждения. То есть отпадает надобность в дополнительном пусковом выпрямительные и инверторе. Это упрощает устройство.In all of the above options, a thyristor converter of the excitation circuit is used for start-up. That is, there is no need for an additional starting rectifier and inverter. This simplifies the device.

Источники информацииInformation sources

1. Журнал «Электрические станции», 1987, №4, стр. 39, рис.3.1. The journal "Electric stations", 1987, No. 4, p. 39, Fig. 3.

2. Рожкова Л.Д., Добродеев Е.Д. Электрооборудование тепловых и атомных электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1986, стр. 51, рис.2.8.2. Rozhkova L.D., Dobrodeev E.D. Electrical equipment of thermal and nuclear power plants. - M .: Energoatomizdat, 1986, p. 51, Fig. 2.8.

Claims

1. A thyristor excitation generator comprising an excitation control unit and a thyristor bridge, connected via an input transformer to stator leads, which are connected through a circuit breaker to a network, one pole of the bridge is connected to the terminal of the rotor winding, in parallel with which is a diode, a controlled constant current source, multipolar switches, a controlled DC source with an output connected between the second pole of the thyristor bridge and the second terminal of the rotor winding, the middle terminals of the multi-pole switch are connected with the control inputs of the thyristor bridge and the controlled DC power source, one set of extreme terminals of the multi-pole switch is connected to the output of the excitation control unit, and the second set is connected to the output of the generator start-up block, a diode is connected in parallel with the rotor.

2. A thyristor excitation generator, comprising an excitation control unit and a thyristor bridge, connected via an input transformer to stator leads, which are connected via a circuit breaker to the network, the second pole of the thyristor bridge is connected directly to the rotor winding, in parallel with which a diode connected, a controlled constant current source, is connected, the second switch, single-pole and multi-pole switches, one pole of the thyristor bridge through the second switch is connected to the output of the rotor winding, the first output of the controlled source A direct current circuit is connected to the terminal of the rotor winding connected to the second switch, and the second terminal of the controlled direct current source is connected to the midpoint of the unipolar switch, the extreme ends of which are connected to the poles of the thyristor bridge, the middle terminals of the multipole switch are connected to the control inputs of the thyristor bridge and the controlled source DC, one set of extreme terminals of the multi-pole switch is connected to the output of the excitation control unit, and the second set - yield starting block included in parallel winding rotors diode.