Схема электрическая принципиальная генератора ГСН 355

Параметры обмоток генератора 
ГСН355S8Н100ОМ4 
ГСН355S8Н160ОМ4
1.      Фаза обмотки статора 
0,0321 Ом 
0,0191 Ом
2.      Обмотка ротора
0,467 Ом 
0,586 Ом
3.      Фаза обмотки ротора
Возбудителя 
0,056 Ом 
0,0596 Ом
4.      Обмотка индуктора 
1F1-1F2      6,51 Ом  
                7,71 Ом
2F1-2F2       6,5 Ом
                7,7 Ом
Сопротивление изоляции в холодном состоянии – 20 Мом
Сопротивление в нагретом состоянии – 1 Мом
Сопротивление изоляции при повышенной влажности – 0,5 Мом
Нагревостойкость изоляционных материалов класса – «F»
Рабочая температура подшипников не более 100 гр С

Система возбуждения генератора

   Система возбуждения генератора служит для питания обмоток возбудителя постоянным током и поддержания напряжения генератора на заданном уровне. Система регулирования возбуждения состоит из силового блока и панели управления.
   Силовой блок, установленный на верхней части станины генератора состоит из трансформатора Т1 и Т2, выпрямительных мостов V13-V15, V16- V18, V7 –V12, промежуточного реле К1, ограничителя напряжения образованного элементами R8 – R10, К2, V21, V22, С8, платы управления ПУ129 и платы стабилизаторов ПС305. На силовом блоке расположены так же помехоподавляющие конденсаторы С1 – С4.
   Трансформатор Т1 предназначен для преобразования тока генератора в напряжение, необходимое для питания обмотки возбуждения генератора через силовые выпрямители V7 – V12 в режиме короткого замыкания. Сердечник трансформатора П- образный, замкнутый. На каждом стержне расположена первичная обмотка фазы и вторичная обмотка датчика тока для системы управления.
   Трансформатор Т2 предназначен для преобразования напряжения генератора в напряжение, в напряжение необходимое для питания обмотки возбуждения генератора через силовые выпрямители, образованные диодами V13 – V15 в режиме запуска и тиристорами V16 – V18 в номинальных режимах стабилизации. Трансформатор Т2 состоит из Ш-образного сердечника, на каждом стержне которого расположены по 5 обмоток каждой фазы. Вторая обмотка предназначена для питания обмоток возбуждения генератора. Третья и четвертая с напряжением на выходе ~17 В предназначены для питания элементов системы управления. Пятая обмотка с напряжением на выходе ~10 В предназначена для подачи напряжения синхронизации в плату ПУ129. Первичная обмотка имеет соединение фаз в звезду, Вторая – зигзаг с выведенным нулем, третья и четвертая - звезду, пятая – звезда с выведенным нулем.
   Плата управления ПУ129 (А1) и ПС305 (А2) предназначены для управления выходными параметрами генератора.
   Ограничитель напряжения предназначен для ограничения напряжения на выводных зажимах генератора в авариных режимах, при выходе из строя платы управления ПУ129 или ПС305 на уровне Uн +20%.
   Панель управления состоит из резисторов уставки напряжения R1, резистора уставки статизма R2, переключателя работы S1, определяющего вид работы ( АВТ – автономный режим, ПР – параллельная работа) и переключателя S2 ( гашение поля ). Панель управления монтируется на ГРЩ или пультах.
   При соединении панели управления с генератором соединяющие провода соединяющие провода на контактах 5,6 колодки Х3 генератора с контактами 5,6 колодки Х1 панели управления не должны превышать 0,3 Ом каждый.

   Работа генератора ГСН.
На генераторах ГСН используется машинно-полупроводниковая система возбуждения, которая служит для питания обмоток индуктора возбудителя постоянным током и поддержания напряжения генератора на заданном уровне, как в установившемся, так и в переходных режимах работы генератора.
Для возбуждения генератора применена схема токового компаундирования. Начальное возбуждение генератора осуществляется путем установки постоянных магнитов в полюса возбудителя.
Питание возбудителя генератора постоянным током осуществляется по трем каналам: по каналу тока через выпрямитель V7 – V12, и по двум каналам напряжения через выпрямители V13 – V15 и V16 – V18.
В режиме запуска генератора обмотка 2F1 – 2F2 питается от выпрямителя В13 – В15 через нормально замкнутые контакты реле К1. При достижении напряжения генератора около 240 В реле К1 срабатывает и разрывает цепь питания обмотки 2F1 – 2F2.
При номинальном режиме работы генератора, обмотка 2F1 – 2F2 получает питание от управляемого тиристорного выпрямителя V16 – V18, а половина второй обмотки 1F1 – 1F3 запитывается от выпрямителя V7 – V12 через нормально разомкнутые контакты реле К1.
В режиме трехфазного короткого замыкания генератора напряжение на его зажимах становится близким к нулю. Реле К1 теряет питание, а через его нормально замкнутые контакты соединяются параллельно полные обмотки 1F1 – 1F2 и2F1 – 2F2 которые запитываются от трансформатора Т1 через выпрямитель V7 – V12. В режиме трехфазного короткого замыкания на выходе трансформатора устанавливается ток, необходимый для поддержания трехкратного тока генератора, что требуется для селективного отключения защитной аппаратуры.
В рабочем режиме величина тока в обмотках определяется характером и величиной нагрузки генератора.
Конденсаторы С8 – С11 служат для снятия перенапряжений на обмотках 1F1 – 1F2 и2F1 – 2F2 в момент переключений реле К1 и К2.
Регулирование тока возбуждения в зависимости от выходного тока и напряжения осуществляется с помощью платы управления ПУ129 (А1) и ПС305 (А2) и панели управления (А3).
По первому каналу напряжения: напряжение от обмоток А2,В2,С2 и А3,В3,С3 трансформатора питания Т2 поступает в плату стабилизаторов ПС305 на выпрямительные мосты, образованные диодами V1 – V6, V7 – V12, напряжения с мостов поступает на стабилизаторы напряжения 142ЕН3 (Д1 – Д3) и резисторах R1 – R6. В выхода микросхем поступает стабилизированные напряжение питания +12 В, -12 В, +15 В.
Напряжение с выхода выпрямителя V7 – V12 поступает на К1, которое срабатывает и разрывает цепь питания обмотки возбуждения 2F1 – 2F2 от выпрямителя V13 – V15 после запуска.
По второму каналу напряжения с вторичной обмотки трансформатора Т2 – А4,В4,С4 напряжение синхронизации поступает на плату управления возбуждением ПУ129. Плата предназначена для формирования сигналов управления тиристорным выпрямителем V16 – V18 . на этой плате расположены три фазосдвигающих устройства, позволяющее осуществить плавное регулирование тока возбуждения генератора. Фазосдвигающее устройство состоит из трех одинаковых устройств фазового управления по числу фаз сетевого напряжения.
Работа фазосдвигающего устройства рассматривается на примере фазосдвигающего устройства ФСУ «А». Синхронизация устройства с напряжение генератора осуществляется синхронизатором, состоящим из резистора R4, конденсатора С3 и микросхемы Д1.2. Диод V4 ограничивает отрицательные значения выходного напряжения микросхемы.
Генератор пилообразного напряжения представляет собой интегратор на операционном усилителе Д4.1. Постоянная интегрирования определяется резисторами R23, R29 и конденсатором С9.
Устройство сравнения на микросхеме Д4.2 сравнивает напряжение управления, поступающее с выхода регулятора тока Д2.2 со смещенным напряжением развертки, поступающем с микросхемы Д4.1. и в момент равенства напряжения на входе нуля вырабатывает фазу импульса управления.
Транзистор V16 служит для усиления сигнала управления по мощности.
Регулятор напряжения представляет собой пропрционально-интегральный регулятор на усилителе Д 2.1. На суммирующий вход регулятора поступает сигнал эталонного напряжения 10 В и сигнал обратной связи по напряжению Uoc, пропорциональный действительному значению напряжению генератора от обмотки синхронизации трансформатора Т2 через выпрямительные диоды V1 – V3 и фильтр Р8, С8.
Сигнал управления с резистора R1, установленного на панели управления, поступает на задачник напряжения образованный резисторами R1, R2, R3. Через резистор Р11 задание поступает на регулятор напряжения Д2.1 цепочка R12 – С7 является обратной связью регулятора напряжения. Через резисторы R9, R10 поступает сигнал обратной связи по напряжению.
Выходной сигнал регулятора напряжения поступает на регулятор общего тока возбуждения генератора Д2.2.
Цепочка R19 – С8 является обратной связью регулятора тока. Сигнал обратной связи по току через резистор R14 усиливается усилителем Д1.1. В плату управления он поступает с шунта, установленного в цепи питания обмотки возбуждения. 
Выключатель S1 на панели управления А3 при автономной работе генератора устанавливается в положение «АВТ», те включен и закорачивает при этом вход датчика мощности.
При параллельной работе нескольких генераторов необходимо осуществить распределение реактивной мощности между ними. Для этого служит датчик мощности, выполненный на микросхемах Д4 – Д7 платы ПС305 совместно с регулятором напряжения.
 Со вторичной обмотки трансформатора Т1 в плату стабилизаторов поступает сигнал, пропорциональный току фазы генератора и имеющий сдвиг по фазе равный сдвигу по фазе тока генератора. Сигнал Iдм поступает на интегрирующую цепочку R7 – С11 и интегратор, выполненный на микросхеме Д4.1 формирует сигнал синусоидальной формы, амплитуда которого пропорциональна току генератора и имеющая тот же фазовый сдвиг относительно напряжения генератора.
Синхроимпульс фазы «А» поступает с платы управления. Цепь R13 – С10 смещает фазу импульса синхронизации так, чтобы при активной нагрузке передний фронт импульса на выходе микросхемы Д5.1. совпадал с прохождением через нуль из импульса в плюс сигнала пропорционального току генератора.
Здесь из синхроимпульса вырабатывается короткий импульс до 200 мкс, который с выхода микросхемы Д5.4 поступает на управляющий ключ Д6.1. На время длительности этого импульса конденсатор С15 через резистор R17 подключается к напряжению пропорциональному току генератора.
Таким образом напряжение на конденсаторе С15 пропорционален сигналу Iфsin@, где @ - угол сдвига между током и напряжением генератора. Так как напряжение на генераторе постоянное, то данный сигнал будет пропорционален реактивной мощности генератора.
Микросхема Д7.1 является повторителем и служит для развязки емкости С15 от выходных цепей. Сигнал Iг снимается с шунта RS1 и пропорционален модулю тока генератора. Он усиливается микросхемой Д 7.2. и через резистор Р21 поступает на суммирующий резистор Р22. Сюда же через резистор Р18 поступает сигнал пропорциональный реактивной мощности генератора.
Таким образом на резисторе Р22 вырабатывается сигнал пропорциональный модулю и реактивной мощности генератора. Этот сигнал является заданием для регулятора статизма генератора в режиме параллельной работы и через резистор Р13 платы управления ПУ129 поступает на вход регулятора напряжения Д2.1. Параллельно резистору Р22 включен регулирующий потенциометр Р2, установленный на панели управления А3 и служащий для регулирования величины статизма генератора.
Увеличение сигнала обратной связи по мощности, приводит к снижению напряжения генератора, чем исключается возможность перегрузки генератора при параллельной работе и обеспечивает равновесное распределение реактивных мощностей.