Построение математической модели синхронных компенсаторов
В операторной форме алгоритм автоматического регулирования имеет следующий вид:
Сигнал, формируемый по производной напряжения, является стабилизирующим автоматическую систему регулирования возбуждения по продольной оси — предотвращает ее переход в неустойчивое автоколебательное состояние из-за обычно весьма высоких значений коэффициента ku усиления сигнала по отклонению напряжения (ku > 100).
Алгоритм автоматического регулирования возбуждения по поперечной оси определяется его назначением, состоящим в удержании ротора в положении по продольной оси, т.е. при угле δ = 0, в режиме потребления реактивной мощности при отрицательном токе возбуждения Iвd в продольной обмотке возбуждения LGl и демпфирования колебаний ротора в режиме исскуственной устойчивости СК. Поэтому регулятором APB-q используются сигналы по отклонению угла ∆δ от δ = 0, его производной и отклонению (появлению) электромагнитного момента — активной мощности на валу СК. В операторном виде алгоритм автоматического регулирования
Автоматические регуляторы APB-d и АРВ-q содержат соответствующие алгоритмам (3.1) и (3.2) измерительные органы: напряжения ИОН с дифференциатором AD1, активной мощности линии ИОАМ с реальным дифференциатором AD2; угла положения ротора ИОУ с дифференциатором AD2 и электромагнитного момента ИОЭМ на валу СК. Измерительные органы ИОАМ и ИОЭМ содержат измерительные преобразователи мощности линии ИПАМ1 и синхронного компенсатора ИПАМ2; их задающие элементы ЗЭ1, ЗЭ2 устанавливают сигналы, отображающие установленную передаваемую мощность по линии Рл.пр и мощность Рск.пр, определяемую главным образом его вентиляцией.
Измерительные части регуляторов выполняются на интегральных микросхемах: ИОН с использованием управляемых интеграторов AJ, как и в микросхемном аналоговом АРВ-СДП синхронных генераторов , а измерительный орган угла ИОУ — аналогично описанному измерительному органу автоматического регулятора знакопеременного возбуждения СК без поперечной обмотки.
После суммирования сигналов измерительных органов интегральными сумматорами AWl, AW2 исполнительными усилителями Al, А2 они преобразуются в регулирующие воздействия Uperd, Uperq на устройства управления УУ1-УУ4 тиристорами возбудителей через разделительные диоды: разнополярные напряжения Uperd и Uperq воздействуют на разные тиристорные выпрямители возбудителей VST1, VST2 синхронного компенсатора GC [11,12].
Схема САР представлена на рис.3.
Рис.3. Схема САР.
Построение структурной схемы системы управления синхронных компенсаторов
Основной задачей при построении структурной схемы является обеспечение стабильного положения ротора СК.
Подробное рассмотрение структурной схемы.
Рис.3.1 Исходная структурная схема системы управления
Исходная схема приведена на рис. 3.1. В схему введены следующие компоненты:
- Установка - задатчик требуемого значения угла δ (в нашем случае δ≡0);
- Поперечная обмотка - обмотка предназначена для стабилизации положения ротора СК с постоянной времени Tq .
- Продольная обмотка - обмотка предназначена для регулирования cosφ сети (реактивной мощности) с постоянной времени Td .
- Компенсатор – одноэтапный объект компенсации .
Из рис.1.5 видно, что система является структурно-неустойчивой. Для таких систем устойчивость обеспечивается введением форсирующих звеньев и изменением структурной схемы системы [5]. Схемы подобного рода слабо освещены в литературе и единого метода их построения не существует.
При построение системы приведенной на рис.1.5 происходит расходящийся переходный процесс. Т.е. появляется необходимость компенсировать наличие в СУ индуктивности поперечной обмотки. Поэтому добавим в схему форсирующий конденсаторов [5].
Структурная схема СУ с учетом всех входящих звеньев ( тиристорный преобразователь тока возбуждения поперечной обмотки учитывается как пропорциональное звено) приведена на рис. 3.1.
Так же необходимое расположение сигналов при выходе на монитор СУ на рисунке: нижний- возмущающее воздействие, средний- ошибка системы ∆δ, верхний- выходной сигнал δ.
Рис.3.2 Полная структурная схема СУ-q