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

Результаты опытов, отраженные на рис. 6-5 и 6-6, относятся к различным станциям. Однако даже качественное сопоставление

Рис. 6-7. Самосинхронизация генератора (Цимлянская ГЭС, астатическая система ГУВ с уравниванием по реактивной мощности).

6-4. ПРОЧИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ СИСТЕМ ГУВ

Рассмотрев подробно результаты испытаний и опыта эксплуа­ тации по двум основным рассматривавшимся в предыдущих гла­ вах показателям работы систем ГУВ — по точности и по устойчи­ вости систем автоматического распределения, остановимся кратко на результатах испытаний и опыте эксплуатации систем ГУВ с точ­ ки зрения некоторых прочих показателей их работы.

1. Скорость автоматического распределения

Характеристики процесса автоматического распределения, при­ веденные на рисунках 6-2—6-6, показывают, что статические систе­ мы распределения обеспечивают более высокую скорость распре­ деления, чем астатические.

В то время как длительность затухания переходного процесса в статических системах измеряется несколькими секундами, в ре­ альных астатических системах оно составляет 0,5—1 мин и более.

Рис. 6-8. Самосинхронизация генератора (Камская ГЭС, стати­ ческая система ГУВ с уравниванием по напряжению ротора).

/р] —ток ротора включаемого генератора; /р2— ток ротора работаю­ щего генератора.

ны кривые, характеризующие процессы в астатической системе ГУВ Цимлянской ГЭС при самосинхронизации одного из гене­ раторов. Малая скорость уравнивания является причиной медлен­ ного нарастания возбуждения пускаемого генератора и длительной перегрузки работавших машин. Малая скорость уравнивания предопределила также малую скорость регулирования .напряжения,1 что явилось в свою очередь причиной заметного колебания напря­ жения шин.

130

2. Надежность систем ГУВ

За все время эксплуатации систем ГУВ повреждение централь­ ного устройства системы имело место лишь на одной станции (Кегумская ГЭС),. Повреждений групповых цепей не наблюдалось вовсе.

Эксплуатационный персонал указывал на сложность устройства индивидуальных исполнительных органов астатических систем ГУВ и трудность ухода и надзора за ними: наблюдались случаи заеда­ ния движущихся частей интегрирующих органов, нарушение на­ стройки элементов управления интегрирующими органами и т. д. Напротив, неисправностей аппаратуры статических систем ГУВ практически не наблюдалось.

Сказанное позволяет сделать предварительный вывод о доста­ точной надежности статических систем ГУВ и необходимости улуч­ шения качества применяемых в настоящее время исполнительных органов астатических систем. Для окончательного заключения целе­ сообразно накопить опыт более длительной эксплуатации.

6-5. ВЫВОДЫ

Опыт испытаний и эксплуатации подтверждает полученные в предыдущих главах при рассмотрении установившихся и пере­ ходных режимов систем ГУВ выводы и позволяет сделать следую­ щее заключение:

1. По условиям точности и стабильности распределения реактив­ ных нагрузок системы ГУВ, не предусматривающие принудитель­ ного распределения, являются неудовлетворительными. Непремен­ ной составной частью системы ГУВ должно быть устройство автоматического распределения реактивных нагрузок. Аналитиче­ ский и графический расчеты систем ГУВ по условиям точности автоматического распределения по методике, изложенной в гл. 5, дают удовлетворительно совпадающие с опытом результаты.

2. По результатам испытаний и опыта эксплуатации наилуч­ шими являются статические системы распределения по напряжению

гущие возникнуть при работе этих систем кратковременные перегрузки включаемых в работу генераторов являются, как прави­ ло, допустимыми.

3.Устойчивость систем автоматического распределения и ско­ рость затухания переходных процессов зависят от исходного режи­ ма генераторов, а также от величины коэффициента усиления ком­ паундирования.

4.|Компаундирование по среднему току значительно улучшает

условия устойчивости систем автоматического распределения по сравнению с компаундированием по индивидуальному току генераторов. 1 ,

5. Повреждаемость центральных устройств и цепей ГУВ весь­ ма мала, в связи с чем надежность статических систем ГУВ яв­ ляется достаточно высокой. Астатические системы ГУВ нуждаются в конструктивном улучшении применяемой в настоящее время аппаратуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты исследований, отраженных

вданной книге, заключаются в следующем:

1.Показано, что групповое управление возбужде­ нием генераторов есть необходимая часть системы ком­ плексной автоматизации гидроэлектростанции и что не­ пременной составной частью систем ГУВ должно яв­

ляться устройство автоматического распределения реак­ тивных нагрузок между генераторами станции.

2.Определены основные положения для разработки систем ГУВ. Установлены условия, по которым должно осуществляться распределение реактивных нагрузок. Доказано, в частности, что точное соблюдение условий экономически наивыгоднейшего распределения не яв­ ляется обязательным и что усложнение систем ГУВ для соблюдения этих условий нецелесообразно.

3.Предложена методика выбора оптимального пара­ метра распределения и показано, что по условиям устой­ чивости и скорости переходного процесса, мощности источника питания устройств ГУВ и согласования режи­ мов неодинаково загруженных активной мощностью ге­ нераторов наилучшим параметром распределения явля­ ется напряжение ротора генератора.

Вслучаях, когда кратковременное увеличение на­ грузки пускаемого генератора недопустимо, наиболее удобным параметром распределения при наличии режи­ мов с неравномерной загрузкой генераторов активной

мощностью или при .неодинаковых схемах присоединения генераторов к шинам ГЭС является ток ротора, а при отсутствии таких режимов — реактивная мощность (ре­ активный ток) генератора. Полный ток статора в каче­ стве параметра распределения применять не следует.

4. Предложена методика сравнения статических и астатических систем ГУВ и выбора наилучших из них. Установлено, что при распределении по напряжению ро­ тора статические системы всегда устойчивее астатиче­ ских. При распределении по другим параметрам соот­ ношение запасов устойчивости статических и астатиче­ ских систем зависит от конкретных условий.

По скорости затухания переходного процесса при одном и том же параметре распределения наилучшими являются статические системы ГУВ. Эти системы проще

132

134

135

136

Рис. 2П-1. Зависимость реактивной мощности от тока ротора при Р =

= Риом и и = и ном Для гидрогенера­

тора Дубоссарекой ГЭС

Здесь погрешность по току ротора отнесена к номинальному

А ,р

току ротора у = —— , а погрешность по реактивной мощности —

*р.н

к номинальной кажущейся мощности q = — .

Из треугольников АВС и BDE коэффициент, определяющий за­

висимость между погрешностями по току ротора и по реактивной мощности,

_У___ р.х Q,,

где (р отнесено к (р н, a QH— к SH.

138

и : 0,6 = 0,585.

Это дает возможность определить среднюю (для гидро­ генераторов с коэффициентом мощности 0 ,8 ) величину допу­

стимой погрешности по реак­ тивной мощности:

пущена приблизительно до 14,5% номинальной реактивной мощно­ сти <2 н-

Следовательно при номинальном исходном режиме генератора отклонению тока ротора на 5% соответствует изменение полного тока на 5,5%. Таким образом, принятая величина допустимой по­ грешности по току ротора обеспечивает приемлемую погрешность и по току статора, и это подтверждает высказанное выше положе­ ние о возможности определения допустимых погрешностей из усло­ вий загрузки ротора.

Аналогично описанному могут быть рассчитаны средние вели­ чины погрешностей для генераторов с номинальным коэффициентом мощности, не равным 0,8.

Полученные значения допустимых погрешностей определены из условий режима перегрузки.. В минимальном режиме точность за­ дания нижней границы возбуждения определяется условиями со­ хранения синхронизма генератора. В соответствии с этим допусти­ мая погрешность по току ротора в минимальном режиме могла бы быть выбрана более 5%. Следовательно, определяющими при рас­ чете требуемой точности распределения являются значения допу­ стимых погрешностей, полученные выше для режима перегрузки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

( к § 1-2)

ВЛИЯНИЕ НАСТРОЙКИ ВНЕШНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРОВ И СХЕМЫ КОМПАУНДИРОВАНИЯ

НА ТОЧНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

1. Настройка внешних характеристик

Исходя из полученных в гл. 1 величин допустимы* погрешно­ стей, рассмотрим средства, могущие обеспечить требуемую точность распределения.

Прежде всего выясним, может ли необходимая точность рас­ пределения реактивных нагрузок быть достипнута за счет тщатель­ ной настройки статических внешних характеристик генераторов или при групповом управлении необходимо иметь специальную си­ стему принудительного 'автоматического распределения.

Ряд схем ГУВ предусматривает наличие на генераторах инди­ видуальных регуляторов возбуждения; в схемах, не использующих индивидуальные АРВ, на каждом генераторе из условий устойчи­ вости энергосистемы обязательно сохраняется устройство компаун­ дирования.

В обоих случаях внешняя характеристика генератора настраи­ вается с небольшим статизмом, который в рабочих пределах не превышает 5—7%.

При точном совпадении характеристик однотипных генераторов равенство их реактивных нагрузок обеспечивается без специальных - мероприятий.

Если какой-либо генератор имеет отличную от других харак­ теристику, то это приводит к неравенству реактивных нагрузок.

140