Ten eerste moeten we de reikwijdte van de discussie beperken om te voorkomen dat deze te onnauwkeurig wordt. De hier besproken generator verwijst naar een borstelloze, driefasen synchrone wisselstroomgenerator, hierna alleen aangeduid als de "generator".
Dit type generator bestaat uit minstens drie hoofdonderdelen, die in het volgende gedeelte worden besproken:
Hoofdgenerator, verdeeld in hoofdstator en hoofdrotor; De hoofdrotor levert een magnetisch veld en de hoofdstator genereert elektriciteit om de belasting te voeden; Exciter, verdeeld in exciter-stator en rotor; De exciter-stator levert een magnetisch veld, de rotor genereert elektriciteit en na gelijkrichting door een roterende commutator levert deze stroom aan de hoofdrotor; Automatische spanningsregelaar (AVR) detecteert de uitgangsspanning van de hoofdgenerator, regelt de stroom van de exciter-statorspoel en bereikt het doel om de uitgangsspanning van de hoofdstator te stabiliseren.
Beschrijving van de AVR-spanningsstabilisatiewerkzaamheden
Het operationele doel van AVR is het handhaven van een stabiele generatoruitgangsspanning, algemeen bekend als een "spanningsstabilisator".
De werking hiervan is het verhogen van de statorstroom van de exciter wanneer de uitgangsspanning van de generator lager is dan de ingestelde waarde, wat gelijk staat aan het verhogen van de excitatiestroom van de hoofdrotor, waardoor de spanning van de hoofdgenerator stijgt tot de ingestelde waarde. Daarentegen wordt de excitatiestroom verlaagd en de spanning verlaagd. Als de uitgangsspanning van de generator gelijk is aan de ingestelde waarde, handhaaft de AVR de bestaande uitgang zonder aanpassing.
Bovendien kunnen AC-belastingen, afhankelijk van de faseverhouding tussen stroom en spanning, in drie categorieën worden ingedeeld:
Resistieve belasting, waarbij de stroom in fase is met de spanning die erop wordt aangelegd; inductieve belasting, waarbij de fase van de stroom achterloopt op de spanning; capacitieve belasting, waarbij de fase van de stroom voorloopt op de spanning. Een vergelijking van de drie belastingskarakteristieken helpt ons capacitieve belastingen beter te begrijpen.
Bij ohmse belastingen geldt: hoe groter de belasting, hoe groter de benodigde excitatiestroom voor de hoofdrotor (om de uitgangsspanning van de generator te stabiliseren).
In de daaropvolgende bespreking gebruiken we de excitatiestroom die nodig is voor ohmse belastingen als referentiestandaard. Dat betekent dat we grotere belastingen als groter beschouwen, en kleinere als kleiner.
Wanneer de belasting van de generator inductief is, heeft de hoofdrotor een grotere excitatiestroom nodig om ervoor te zorgen dat de generator een stabiele uitgangsspanning behoudt.
Capacitieve belasting
Wanneer de generator een capacitieve belasting ondervindt, is de door de hoofdrotor benodigde excitatiestroom kleiner. Dit betekent dat de excitatiestroom moet worden verlaagd om de uitgangsspanning van de generator te stabiliseren.
Hoe is dit gebeurd?
We moeten er rekening mee houden dat de stroom door de capacitieve belasting voorloopt op de spanning, en dat deze voorlopende stromen (die door de hoofdstator lopen) een geïnduceerde stroom op de hoofdrotor genereren, die positief gesuperponeerd is op de excitatiestroom, waardoor het magnetische veld van de hoofdrotor wordt versterkt. De stroom van de exciter moet dus worden verlaagd om een stabiele uitgangsspanning van de generator te behouden.
Hoe groter de capacitieve belasting, hoe kleiner de output van de exciter. Wanneer de capacitieve belasting tot een bepaald niveau toeneemt, moet de output van de exciter tot nul worden teruggebracht. De output van de exciter is nul, wat de limiet van de generator is. Op dit punt zal de uitgangsspanning van de generator niet zelfstabiel zijn en is dit type voeding niet geschikt. Deze beperking staat ook bekend als 'onderexcitatiebeperking'.
De generator kan slechts een beperkte belastingscapaciteit accepteren. (Natuurlijk gelden er voor een specifieke generator ook beperkingen voor de grootte van de ohmse of inductieve belastingen.)
Als een project last heeft van capacitieve belastingen, is het mogelijk om IT-stroombronnen te gebruiken met een lagere capaciteit per kilowatt, of om spoelen te gebruiken ter compensatie. Laat de generatorset niet in de buurt van de "onderbekrachtigingsgrens" werken.
Plaatsingstijd: 07-09-2023
