42 Схемы замещения генераторов

В нагруженном синхронном генераторе, как было рассмотрено выше, существуют три магнитных потока: Ф₀ - основной поток ротора, Ф_я - поток статора и Ф_s— поток рассеяния статора. Эти магнитные потоки индуцируют в катушке фазы соответственно три ЭДС: Е₀ - от магнитного потока ротора, Е_я - от потока статора и E_s — от магнитного потока рассеяния. Следует отметить, что ЭДС Е_я и Е_я пропорциональны вызвавшему их току фазы статора I. Поэтому указанные ЭДС могут быть выражены в комплексной форме через фазный ток I и индуктивные сопротивления фазы

E_я = -jX_я·I   (6)

E_s = -jX_s·I   (7)

где X_я, X_s- соответственно индуктивное сопротивление и индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора. Таким образом, уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для фазной катушки статора, будет иметь следующий вид:

E₀ + E_я + E_s = U + I·R_ф или E₀ - jX_яI - jX_sI = U + I·R_ф или U = E₀ - j(X_я + X_s)·I - I·R_ф   (8)

где U - фазное напряжение статора; R_ф - активное сопротивление фазы статора. Сумму реактивных сопротивлений фазы называют реактивным синхронным сопротивлением и обозначают Х_син = X_я + X_s . Обычно для фазы обмотки статора R_ф<<X_син, поэтому падением напряжения на активном сопротивлении фазы можно пренебречь. Тогда уравнение (8) для фазы статора будет выглядеть так:

U = E₀ - jX_синI   (9)

Схема замещения фазы генератора, отвечающая уравнению (9), изображена на рис. 2.142

Рис.2.142. Схема замещения фазы обмотки статора генератора.

43 Динамические характеристики системы при изменениях частоты

Зависимость отношения амплитуд колебания выходной и входной координат от частоты дает амплитудно-частотную характеристику; зависимость фазы колебаний – фазово-частотную; совмещение этих двух характеристик – амплитудно-фазовую частотную характеристику. Амплитудно-фазовая частотная характеристика строится в комплексной плоскости, как показано на рис.1.4.

 

Рис.1.4. Частотные характеристики: а – запись изменения входной и выходной координаты при заданной частоте ; б – амплитудно-частотная характеристика; в – фазово-частотная характеристика; г – амплитудно-фазовая характеристика.

44 Устойчивость нагрузки.

Устойчивость нагрузки -cпособность двигательной нагрузки восстанавливать исходный режим при различных отклонениях параметров режима (например, при коротком замыкании и его последующем отключении)

46 Учет переходных процессов в регуляторах скорости и возбуждения

При регулировании скорости агрегата регуляторами скорости характеристика активной мощности, отдаваемой генератором, будет получена в результате плавного перехода с одной характеристики Р = ср(/), построенной при постоянном впуске энергоносителя (постоянном открытии), на другую (рис.

При аварийных режимах, когда частота в системе снижается настолько, что регуляторы полностью открывают устройства впуска энергоносителя, процессы считаются протекающими согласно характеристике 2 3 или 23'.

Построенные характеристики относятся к одиночному агрегату, имеющему регулятор скорости, действие которого отражено в данном анализе переходом рабочей точки с одной характеристики Р = ((>(/) на другую.

Анализ действия регуляторов скорости и частоты: а — семейство частотных характеристик нагрузки /3Н=<Р (f) и частотных характеристик нерегулируемой турбины Р = ср (f); штрих-пунктирной лянией изображена характеристика регулируемой турбины; б — работа АРС при набросе нагрузки; в — работа АРЧ, настроенного астатически при набросе нагрузки Д Р • г — то же, но при статической настройке регулятора частоты сечению новой характеристики нагрузки и характеристики генерации (точка Ь).

Так, например, регуляторы возбуждения ре.

При этом регулятор возбуждения дает возможность: дистанционнно изменять уставку, осуществлять ручное управление возбуждением; изменять статизм регулирования, работать в общестанционнсй системе группового регулирования; подгонять уставку напряжения при автоматической синхронизации и др.

Начинают применяться адаптивные регуляторы возбуждения (приспосабливающиеся к условиям работы), регуляторы с переменной структурой.

Разработаны системы группового регулирования напряжения электростанций и распределения реактивной мощности между параллельно работающими генераторами, регуляторы напряжения вспомогательных генераторов в системах независимого возбуждения, блоки резервного питания и другая аппаратура управления.

Промежуточные синхронные компенсаторы могут быть особенно эффективны при установке на них автоматических регуляторов возбуждения без зоны нечувствительности.