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

kr уменьшение запаса устойчивости системы распреде­ ления.

Влияние Kj, однако, в соответствии с (4-8) —(4-10) и (4-25) должно сказываться различно при разных ре­ жимах генератора.

Поскольку, кроме того, величина kj легко практиче­ ски может быть изменена, все сказанное позволяет сде­ лать вывод о том, что использование этого коэффициен­ та наряду с коэффициентом усиления системы распреде­ ления kr в качестве одной из координат для построения зон устойчивости систем ГУВ позволит наглядно пред­ ставить существующие в последних зависимости.

На этом основании в дальнейшем принято строить зоны устойчивости систем ГУВ в координатах kr\ kj.

4-4. РЕШЕНИЕ ОСНОВНЫХ УРАВНЕНИИ

Настоящий параграф содержит результаты числен­

действия, применение которой весьма целесообразно также с точки зрения удобства моделирования и на­ глядности процесса решения.

Основное внимание уделено рассмотрению относи­ тельного движения генераторов для случая их работы непосредственно на шины бесконечной мощности, по­ скольку при этом с наибольшей полнотой выявляются особенности, присущие системам автоматического рас­ пределения.

Как явствует из предыдущего параграфа, структура уравнений и, следовательно, зоны устойчивости статиче­ ских и астатических систем ГУВ являются различными.

С учетом режимов генератора, отличных от номи­ нального, различаются между собой также зоны устой­ чивости систем, использующих различные параметры распределения.

Поэтому при решении основных уравнений и сравни­ тельном анализе, производимом в последующих парагра­ фах, рассмотрены системы ГУВ в статическом и астати­

69

ческом исполнение с различными параметрами распре­ деления.

В § 4-3 показано, что в отличие от электромеханиче­ ских контуров влияние электрических контуров на устой­ чивость систем распределения сказывается тем сильнее,

произведено как для режима больших активных нагру­ зок генераторов, так и для режима их работы с малыми активными нагрузками.

Отметим, что случаи нарушения устойчивости систем распределения при малых активных нагрузках наблю­ дались на практике.

В соответствии со всем вышесказанным была произ­ ведена серия расчетов, при которых определялись зоны устойчивости астатических и статических систем распре­ деления по Q, /, /р и Up для восьми исходных режимов генератора.

Как показала специальная проверка, вариация в ши­ роких пределах параметров генератора, принятых при расчетах, не изменяет соотношения этих зон устойчи­ вости и не влияет, следовательно, на результаты их сравнительного анализа.

Поэтому ниже приведены результаты решения основ­ ных уравнений для определенных расчетных данных ге­ нератора, соответствующих средним значениям таковых для обычных гидрогенераторов средней и большой мощ­ ности (см. приложение 6) *.

Полученный материал подтвердил найденные в § 4-3 основные зависимости в системах распределения; он по­ ложен также в основу сравнения различных систем ГУВ, производящегося в последующих параграфах.

Рассмотрим некоторые наиболее интересные резуль­

с уравниванием и в системах с центральным распределителем ре­

70

в координатах kq, kj, снятая для исходного режима 1 (номинальный режим генератора). Как было указано в предыдущем параграфе, устойчивость действительно снижается с увеличением коэффициента компаундиро­ вания. В зоне устойчивости (рис. 4-4) показаны изоли­ нии, соединяющие точки, соответствующие одинаковым величинам постоянных времени затухания переходного процесса Т (цифры на изолиниях дают значения Т в се­ кундах) .

Для иллюстрации на рис. 4-5 приведены кривые из­ менения во времени э. д. с. генератора для различных

Рис. 4-4. Зона устойчивости астатической схемы распре­ деления, режим 1 (номинальный).

значений kq при постоянной величине коэффициента компаундирования.

Рисунок показывает, что при малых коэффициентах усиления kq процесс распределения происходит аперио­ дически. Увеличение коэффициента усиления уменьшает время затухания процесса, но, начиная с некоторой ве­ личины этого коэффициента, начинает служить причи­ ной появления перерегулирования; процесс из аперио­ дического превращается в колебательный, и время зату­ хания вновь увеличивается.

Сказанное подтверждается и формой изолиний на рис. 4-4.

71

Рис. 4-5. Переходные процессы в системе^распределения (режим 1).

Соответствующая наименьшему времени затухания оптимальная величина коэффициента усиления системы распределения для £/ = 0,65 при параметрах, принятых

72

деление подобных зон устойчивости для других режи­ мов генератора (рис. 4-6, 4-7) показало, что оптималь­ ная величина коэффициента изменяется незначительно.

Рис. 4-7. Зона устойчивости астатиче­ ской системы распределения, режим

8 (Р =0; Q =0,6).

На рис. 4-8 приведена пространственная диаграмма, показывающая, как изменяется зона устойчивости си­ стемы астатического распределения по реактивной мощности при изменении режима генератораПараме­ тры изменяемого режима откладываются по третьей оси диаграммы, причем (в соответствии с таблицей

73

kj и криволинейной поверхностью, соответствует устой­ чивой работе схемы

Из диаграммы явственно видна зависимость границы устойчивости от исходного режима генератора.

Рис. 4-8. Область устойчивости астатической системы распределения по реактивной мощности.

Так, для некомпаундированного генератора, т. е. при kj = 0, уменьшение угла б в анализируемой схеме уве­ личивает устойчивость, а при значительных kj, наоборот, уменьшает12, что является следствием возрастания влия­ ния электрических контуров при увеличении kj.

На рис. 4-9 показана еще одна пространственная

в этом режиме практически в бесконечность.

2 Уменьшение угла б соответствует увеличению реактивной и снижению активной мощности.

74

диаграмма для системы ГУВ с распределением по реак­ тивной мощности, но уже статического исполнения. Гра­ ничная поверхность имеет вид, отличный от показанной на предыдущем рисунке, что является следствием отме­ ченной в § 4-3 разницы в структуре уравнений.

Небезынтересно отметить наличие характерного вы­ ступа поверхности в районе больших kj, объясняющего­ ся стабилизирующим действием статической системы автоматического распределения, имеющей малую по-

Рис. 4-9. Область устойчивости статической системы распре­ деления по реактивной мощности статической системы.

стоянную времени, и .поэтому оказывающей заметное влияние на безынерционное компаундирование.

Кривые изменения э. д. с. во времени для статиче­ ской системы распределения по Q нанесены на рис. 4-5.

току, току ротора и напряжению ротора соответственно.

75

деления; режим 1 (поминальный).

Из рисунков видна идентичность формы зон устойчивости для систем с распределением по Q, J и /р в отличие от wp.

Зоны устойчивости систем с распределением по Q для режимов генератора, отличающихся от номинально­ го, показаны выше. Аналогично для систем с распреде­ лением по другим параметрам также были определены зоны для этих режимов. Здесь за недостатком места они не приводятся. Полученный материал подтверждает най­ денные в § 4-3 основные зависимости, имеющие место в системах автоматического распределения, и позволяет произвести сравнение различных систем ГУВ распреде­ ления.

76

Рис. 4-11. Зоны устойчивости статических систем рас­ пределения; режим 1 (номинальный).

4-5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

1. Системы, использующие различные параметры распределения

Как отмечалось выше (§ 4-2), сравнение систем рас­ пределения, относящихся к одной и той же группе, но использующих различные параметры распределения, удобно производить, приведя масштабы всех зон устой­ чивости к одному эквивалентному масштабу по условию одинаковой погрешности по току ротора.

77

На рис. 4-12 и 4-13 показаны зоны устойчивости аста­ тических и статических систем в эквивалентных масшта­ бах для номинального исходного режима генератора.

Приведение к эквивалентным масштабам произво­

дилось по (4-2).

Коэффициент Хг определялся по (4-13) —(4-15).

Рис. 4-12, Зоны устойчивости астатических систем в экви­ валентных единицах, режим 1.

«

На графике для статических систем нанесена линия минимально допустимого (по условиям установившейся погрешности) коэффициента усиления системы распреде­

ления krэ. мин*

Как видно из рисунков, зоны устойчивости в эквива­ лентных масштабах для систем с распределением по Q, J и ip при номинальном режиме достаточно близко со­ впадают, а зона системы с распределением по «р резко от них отличается.

78