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

Тогда из (3-55) и (3-56) следует, что при указанных условиях

всех зависимостей, принятого в настоящей главе, отно­ сительное движение генераторов не вызывает изменения напряжения шин; это равноценно включению на шины станции источника бесконечной мощности.

Однако величина напряжения этого источника зави­

Чтобы исключить влияние изменения этого напряже­ ния на протекание переходного процесса в системах ав­ томатического распределения, исследуемых при различ­ ных исходных режимах, целесообразно положить

что соответствует работе генераторов непосредственно на шины бесконечной мощности *.

Это позволит наиболее четко выявить свойства, при­ сущие именно системам распределения, не затемняя их влиянием изменения величины напряжения шин при изменении исходного режима.

При этом упрощающем условии

Хи = х 1(«+»=■*/’ x i*= 0 °-

В соответствии с формулами § 3-2 все взаимные ко­ эффициенты вида Са при этом обращаются в нуль. Ши­ ны приращения э. д. с. и угла второго генератора из структурной схемы для первого генератора исчезают. Исчезает также секция регулирования по напряжению.

Отметим, что в рассматриваемом случае коэффици­ енты и схемы для основного и относительного движе­ ния совпадают за исключением того, что в схемах для основного движения систем группового управления с ав-

1 Влияние сопротивления линии связи рассмотрено отдельно в § 4-6.

томатическим уравниванием отсутствует секция, изобра­ жающая систему автоматического распределения.

Как было показано в § 3-2, относительное движение в системах с уравниванием и с центральным распреде­

“T’tP + r

в) Уравнение переходных процессов в возбудителе

50

Вид и величина передаточной функции Кг определя­ ются особо для каждой анализируемой схемы.

Взаимные коэффициенты вида C.k во всех уравнениях

обращаются в нуль. Собственные коэффициенты опреде­ ляются следующими выражениями:

Продольная и поперечная составляющие тока статора определяются выражениями:

рис. 3-4 и 3-5 приведены такие упрощенные схемы для случаев распределения по различным параметрам.

Atd AS

На схемах можно усмотреть наличие двух групп контуров регулирования, которые условно могут быть названы электрическими и электромеханическими кон­ турами.

Электрические контуры отражают процессы, вызы­ ваемые в конечном счете отклонением э. д. с. АЕа, элек­ тромеханические контуры — отклонением угла А6.

52

Лla AS

Рис. 3-5. Упрощенная структурная схема системы с распределением по напряжению ротора.

Рис. 3-6. Структурная схема ГУВ с разделенными электрическими и электромеханическими контурами.

Состав электрических и электромеханических конту­ ров ясно виден па рис. 3-6. 11а рисунке приведена струк­ турная схема ГУВ с автоматическим распределением, где в качестве параметра распределения принята реак­ тивная мощность. Звенья, моделирующие систему регу­ лирования, условно расчленены на схеме каждое на два идентичных звена, которые реагируют на изменение па­

3-5. ВЫВОДЫ

Приведенные в настоящей главе основные уравнения предназначены для использования в последующих гла­ вах при анализе переходных и установившихся режи­ мов систем ГУВ.

Вместе с тем рассмотренный материал позволяет сде­ лать здесь некоторые общие выводы:

1. Системы ГУВ могут быть описаны дифференци­ альными уравнениями в функции э. д. с. и углов сдвига роторов генераторов.

Коэффициенты этих уравнений, определяемые как частные производные режимных параметров каждого генератора по э. д. с. и углам сдвига роторов всех ге­ нераторов, зависят от исходного режима генераторов.

Для однотипных генераторов при равенстве их исход­ ных режимов выражения для коэффициентов уравне­ ний упрощаются.

2. На основании полученных уравнений могут быть составлены структурные схемы, позволяющие наглядно представить связи отдельных звеньев системы ГУВ.

3. Исследование свойств, присущих системам авто­ матического распределения, можно вести, принимая, что генераторы работают непосредственно на шины бес­ конечной мощности.

Соответствующие уравнения (3-59) —(3-64) и струк­ турные схемы имеют достаточно простой вид. Числен­ ные значения коэффициентов уравнений в этом случае

тральным распределителем реактивной нагрузки проис-

54

ходит одинаково и может анализироваться по одной структурной схеме.

При основном движении система уравнивания в дей­ ствие не вступает, а система с центральным распреде­ лителем действует как автоматическое регулирование по параметру распределения.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ПЕРЕХОДНЫЕ РЕЖИМЫ СИСТЕМ ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

4-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Как и для всякой системы автоматического регулирования, стремление обеспечить большую точность работы систем ГУВ и, в частности, автоматического распределения реактивной нагрузки ограничивается возможностью нарушения устойчивости регулиро­ вания. Поэтому основным критерием для сравнения различных си­ стем распределения выбран запас устойчивости систем автоматиче­ ского распределения, настроенных на работу с одинаковой точно­ стью распределения в установившемся режиме '. В необходимых случаях учитывается также скорость процесса автоматического распределения.

Как уже упоминалось, 'основной отличительной чертой систем группового управления возбуждением по сравнению с обычными систем'ами регулирования возбуждения является наличие устройств автоматического распределения реактивной нагрузки между генера­ торами. Поэтому основное внимание уделено анализу особенностей, присущих именно системам распределения. Для этого в соответст­ вии со сказанным в конце предыдущей главы рассмотрению под­ вергается главным образом относительное движение генераторов при их работе непосредственно ,на шины бесконечной мощности.

Далее приводятся зависимости, определяющие устойчивость та­ ких упрощенных систем.

В. частности, выяснено влияние на устойчивость систем распре­ деления реактивной нагрузки таких факторов, как группа исполне­ ния схем, применяемый параметр распределения, исходный режим генератора и величина коэффициента компаундирования. На ос­ нове решения рассмотренных в гл. 3 дифференциальных уравнений построены зоны устойчивости и определено время затухания пере­ ходного процесса статических и астатических систем автоматиче­ ского распределения по реактивной мощности, полному току, току и напряжению ротора при восьми различных исходных режимах генератора.

Исследования производились с помощью математической маши­ ны непрерывного действия; схема моделирования приведена в при­ ложении 6. -1

1 Разница запасов устойчивости определяется разницей величин Зрн устойчивости, построенных в общем масштабе.

55

Там же приведены расчетные данные моделируемого оборудо­ вания и аппаратуры, описаны исходные режимы генераторов и методика, примененная при расчетах..

В связи с рассмотрением устойчивости 1автоматического регу­

лирования произведено сравнение различных систем автоматиче­ ского распределения и определены системы, оптимальные по рас­ сматриваемым условиям.

При этом показано, как влияет на полученные выводы то об­ стоятельство, что .в. практических условиях генераторы работают не непосредственно на шины бесконечной мощности, а бывают под­ ключены к энергосистеме через линию электропередач, имеющую значительное сопротивление.

4-2. МЕТОДИКА СРАВНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ ПО УСЛОВИЯМ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ

Оценку систем автоматического распределения по условиям их устойчивости удобнее всего производить, сравнивая между собой зоны устойчивости различных систем.

Естественно, что по одной из осей координат, в ко­ торых строятся зоны устойчивости, должны отклады­

но использующих различные параметры распределения, коэффициенты усиления kr всех этих систем желательно представить в одном масштабе1.

Согласование масштабов будем вести, исходя из условий одинаковой точности распределения в устано­ вившемся режиме, поскольку именно эти условия явля­ ются практически решающими для выбора минимально допустимого коэффициента усиления системы распреде­ ления при ее настройке.

Если при режиме возбуждения генератора, отличном от заданного, включить систему автоматического рас­ пределения по любому из параметров R, то для каждо-*1

* В § 4-3, п. 3 будет показано, что по другой оси координат, в которых строятся зоны устойчивости, целесообразно откладывать

гласование по любому из параметров распределения.

56

ГО из этих параметров должно найтись такое значение коэффициента усиления krMUU, при котором установив­ шаяся погрешность по этому параметру будет равна до­ пустимому значению Гц0П, рассмотренному в § 1-3. Это значение коэффициента является, следовательно, мини­ мально допустимым по условиям точности распреде­ ления.

Напомним, что приведенные в гл. 1 значения допу­ стимых погрешностей по различным параметрам соот­ ветствуют (при номинальной активной нагрузке и номи­ нальном напряжении генератора) одной и той же вы­ бранной величине допустимой погрешности по току ро­ тора или, иными словами, одному и тому же режиму возбуждения генератора.

Для наглядного сравнения запасов устойчивости си­ стем, использующих различные параметры распределе­ ния, следует совместить на одном чертеже точки зон устойчивости этих систем, соответствующие значениям А,.МШ1 каждой из них '.

Условимся зоны устойчивости систем распределения по Q изображать в натуральном масштабе, а масштабы зон систем распределения по другим параметрам изме­ нять таким образом, чтобы точки, соответствующие krмин каждой из них, совпадали с такой же точкой на зоне устойчивости системы распределения по Q.

Согласованные таким образом масштабы будем на­ зывать эквивалентными.

Таким образом, в эквивалентных масштабах

* В режиме, соответствующем заданному, Нв.вг=г=0; поэтому значок приращения Д в уравнении может быть опущен.

1 При одном и том же значении коэффициента усиления ком­ паундирования.

57

у к у мнн

(4-1в)

Естественно, что в тех же соотношениях должны быть пересчитаны и другие значения коэффициента kr\

(4-2)

Исходя из значений допустимых погрешностей, рас­ смотренных в гл. 1, могут быть найдены средние вели­ чины этих коэффициентов1:

по току статора

по току (напряжению) ротора

(4-4)

по реактивной мощности

(4-5)

Примененное выше понятие допустимой установив­ шейся погрешности делает полученные выражения спра­ ведливыми для статических систем распределения. Од­ нако нетрудно показать, что они же могут быть исполь­ зованы для приведения к эквивалентным масштабам также зон устойчивости астатических систем.

Рассмотрим рис. 4-1, на котором показаны струк­ турные схемы звеньев, моделирующих систему автома­ тического распределения.

1 Возможности уточнения величин коэффициентов по конкрет­ ным данным реального генератора указаны в § 4-3.

58