книги из ГПНТБ / Росман Л.В. Групповое управление возбуждением синхронных генераторов гидроэлектростанций

Как видно, с увеличением коэффициента компаунди­ рования минимально допустимый коэффициент усиления системы распределения во всех случаях уменьшается по линейному закону.

Компаундирование, являясь положительной обрат­ ной связью, уменьшает требуемый диапазон изменения тока выхода системы распределения. Поэтому расчет этой системы для выбора коэффициентов усиления из условий точности распределения следует вести по режи­ му максимальной активной нагрузки, т. е. для случая, когда результирующий эффект компаундирования мини­ мален.

4. Графический расчет систем автоматического распределения

Вышеприведенные соотношения справедливы в слу­ чае линейного характера всех зависимостей.

При наличии существенной нелинейности расчет мо­

мы для системы с распределением реактивной нагрузки

стика системы распределения.

пряжение при отключенном исполнительном органе си­ стемы распределения.

В квадрантах IV и V построена характеристика 3 исполнительного органа ИО (см.*рис.^2-3 и 2-4) системы ГУВ. Здесь по оси абсцисс отложен ток системы авто­ матического распределения i^, пропорциональный раз­

ности г = ч = ир—ир0 между фактическим и заданным

(при уравнении—средним) значением параметра распреде­ ления. Точка b соответствует току возбуждения возбу­ дителя при отключенной системе автоматического распре­ деления, т. е. при /^= 0. При [[этом характеристикой

100

возбудителя 1 определяется исходное напряжение ротора ирх (точки а и т). Прямая 4 в квадранте IV, проведен­

до включения системы распределения (точка т), и задан­

(отрезок тк) снизилось до величины статической ошибки (отрезок nk).

Режимная диаграмма позволяет выбрать необходимые параметры системы автоматического распределения. Для расчета должна"'быть известна рабочая характери­ стика возбудителя кр = /(/вв). Построение производится

аналогично описанному выше.

Поскольку, как было сказано, процесс распределе­ ния рассматривается при постоянном напряжении на шинах, все описанные построения производится для од­ ного постоянного значения сигнала центрального регу­ лятора (или измерительного органа напряжения).

Величину этого сигнала удобно принимать равной среднему возможному значению, в частном случае при двухсистемном регуляторе — равной нулю.

При наличии компаундирования из абсцисс обычной рабочей характеристики возбудителя вычитаются значе­

101

несколько отличается от величины ko6, полученной в соот­

ветствии с § 5-2 при постоянстве напряжения на шинах1. Коэффициент усиления системы регулирования напря­

жения с учетом объекта

а)

в)

Рис. 5-3. Система регулирования напряже­ ния.

а —принципиальная схема; б—структурная схема; в—свернутая структурная схема.

Нетрудно видеть, что этот коэффициент представ­ ляет собой величину, обратно пропорциональную статизму

1 Подробнее см. приложение 9.

103

внешней характеристики, т. е. зависимости напряжения шин станции от ее суммарной реактивной мощности U — /1 (Q) (см. приложение 8).

Статизм внешней характеристики (в процентах)

определяет зависимость между реактивной мощностью, отдаваемой станцией, и напряжением ее шин, иными слова­ ми, замещает нагрузку, подключенную к шинам станции.

В приложении 8 характеристика, соответствующая этой зависимости Q= f2(U), названа нагрузочной. Статизм

Фактически внешняя и нагрузочная характеристики нелинейны, однако с достаточной для практических це­ лей точностью они обычно линеаризируются благода­ ря чему коэффициенты kV№u и kn могут приниматься по­ стоянными в широких пределах.

Таким образом, система регулирования напряжения подобно системе распределения сводится к предельно простой структурной схеме, показанной на рис. 5-3,в.

На рис. 5-4 дана режимная диаграмма, соответствую­

щая схеме рис. 5-3,в.

Здесь В Х — внешняя характеристика эквивалентного генератора, проведенная со статизмом ов; НХ — нагру­ зочная характеристика, проведенная со статизмом ан-1

1 В необходимых .случаях уточнения могут быть внесены гра­ фическим расчетом.

104

Точка пересечения характеристик соответствует ре­ жиму эквивалентного генератора, определяемому уста­ новившимися значениями напряжения шин Uy и реак-

Рис. 5-4. Режимная диаграмма.

тивной мощности Qy. Эти значения могут быть найдены аналитически.

Действительно, по известному соотношению статиче­ ская ошибка системы регулирования

105

Имея в виду, что AQ= — , из той же диаграммы

получим установившееся значение реактивной мощности:

Из (5-26) может быть также путем несложных преоб­ разований получено выражение для определения необхо­ димых пределов регулирования:

где AUB— пределы изменения уставки регулятора на­ пряжения;

AU — требуемые пределы регулирования напряжения.

Полученные выражения позволяют произвести анали­ тический расчет установившихся режимов системы регу­ лирования напряжения, пользуясь легко определяемыми и обычно имеющимися в эксплуатационных условиях данными.

В частности, для расчета систем регулирования на­ пряжения нет необходимости определять отдельно коэф­

фициенты усиления объекта k“6 и регулятора ku\ доста­ точно определить статизм внешней характеристики ав и по нему найти коэффициент k и.

Однако для последующего анализа взаимного влияния систем регулирования напряжения и систем распределе­ ния реактивной нагрузки представляет интерес уточнить

106

звеном с коэффициентом усиления, который определяется при постоянном напряжении, т. е. с коэффициентом ko6t рассмотренным в § 5-2. Для этого под коэффициентом ku должен пониматься эквивалентный коэффициент уси­

ления, учитывающий как действие автоматического ре­ гулятора напряжения, так и влияние нагрузки на объект регулирования.

В дальнейшем будем пользоваться обозначениями kа; ивви и т. д., понимая под этим в соответствующих слу­

чаях эквивалентные значения, полученные с учетом изло­ женного.

Выше построение режимной диаграммы системы ре­ гулирования напряжения и определение коэффициентов усиления объекта и нагрузки производились в зависимо­ сти от величины реактивной мощности эквивалентного генератора Q. Однако, как было показано, при постоян­ ных Р и U между режимными параметрами генератора Q, J, ip и ир существует однозначная зависимость, опре­ деляемая коэффициентом X.

Соответственно внешняя и нагрузочная характери­ стики режимной диаграммы и коэффициенты усиления звеньев схемы могут быть выражены не только в зави­ симости от Q, но и от любого другого режимного пара­ метра R эквивалентного генератора (т. е. генератора, за­ мещающего все генераторы станции). Это необходимо, например, для совместного анализа систем регулирова­ ния напряжения и распределения нагрузки (см. ниже

§ 5-4).

Таким образом, внешняя характеристика в общем виде будет определять зависимость U — F1(R) со статизмом1

ов= 1 0 0 - ^ - , а нагрузочная характеристика—зависимость

R — PaiU) со статизмом ан = 100-^~~.

1 В е л и ч и н ы с т а т и з м о в а в с ю д у в ы р а ж е н ы в п р о ц е н т а х .

107

Коэффициенты усиления (5-21) —(6-24) и (9П-1)1со­ ответственно будут иметь вид:

В заключение необходимо отметить, что коэффициен­ ты статизмов внешней и нагрузочной характеристик для одной и той же станции не являются величинами посто­ янными, а зависят от ряда факторов (см. приложе­ ние 8).

5-4. АВАРИЙНЫЕ РЕЖИМЫ СИСТЕМ ГУВ

В отличие от индивидуальных регуляторов возбуж­ дения повреждения в цепях и аппаратуре группового управления могут привести к расстройству работы всей станции. Вместе с тем вероятность повреждений ГУВ значительно выше, чем индивидуальных АРВ, вследствие разветвленности групповых цепей. Поэтому к надежности устройств ГУВ должны предъявляться особенно высо­ кие требования. Необходимо уметь заранее определить режимы станции и энергетической системы, устанавли­ вающиеся при том или ином возможном поврежде­ нии ГУВ.

В настоящем параграфе рассмотрены методы расче­ та установившихся аварийных режимов при наиболее вероятных повреждениях систем ГУВ, а также требова­ ния к настройке систем ГУВ, исходящие из условий ограничения аварийных изменений возбуждения гене­ раторов при этих повреждениях. Расчеты рекомендует­ ся производить для станций, повреждения систем ГУВ которых могут привести к нарушению устойчивости пе­ редачи электроэнергии. Для остальных станций произ­ водить расчеты аварийных режимов не обязательно.

Все повреждения систем ГУВ, связанные с измене­ нием режима, сводятся к получению ложного сигнала системой автоматического регулирования напряжения или системой автоматического распределения реактив­ ной нагрузки.1

1 С м . п р и л о ж е н и е 8 .

108