помощью усилителей мощности. В качестве датчика сигна ла по отклонению скорости использовался тахогенератор, сигнал по нагрузке воспроизводился датчиком активного тока. Погрешность моделирования ПД и РСВ по основным
показателям ( кс , $ , лп » не пРевы_ шает 105Й.
Устройство распределения активных нагрузок (УРАН) между параллельно работающими генераторами смоделирова но с помощью решающих усилителей. Постоянные времени и коэффициенты усиления соответствовали данным оригина ла и обеспечивали точность распределения 5-10# и время выравнивания 15-20 сек при набросе нагрузок, близких к номинальным.
Электрическая нагрузка обеих электростанций (исход ная и набрасываемая при аварийном переключении) смоде лирована по исходным данным проектанта ЭСК и состояла из эквивалентных асинхронных двигателей с постоянным или вентиляторным моментом сопротивления, статической активной нагрузки, специально разработанных и постро енных моделей спецустройств, работаввих по определен ным перирдическим графикам, а также автоматических переключающих и отключающих устройств с заданными и регулируемыми временными характеристиками. Погрешность моделирования асинхронной нагрузки по мощностям и электромеханическим постоянным эквивалентных агрегатов соответствующих групп не превышала 10#.
Таким образом;моделирование элементов и в целом ЭСК выполнено с достаточной полнотой и точностью.
Исследование на ЭДМ процессов в ЭСК
Исследование статической и динамической устойчи вости параллельной работы ТГ и ДГ производилось при
трех различных вариантах сочетания РСВ: |
А |
- при |
одноимпульсных регуляторах ТГ |
и ДГ} Б |
- при двух- |
импульсных (комбинированных) |
регуляторах ТГ и Д Г ; |
В - при двухимпульсном (комбинированном) |
регулято |
ре ТГ и одноимпульсном регуляторе ДГ. |
|
|
Б первом и последнем вариантах предусматривалось действие системы УРАН.
Статическая устойчивость надежно обеспечивалась при всех трех вариантах сочетания РСВ ТГ и ДГ в диапа зоне значений нагрузки от О до 110$ номинальной мощно сти станции ( Ры ) при различных значениях cos<f>. Однако для варианта В устойчивость равномерного распределения активной нагрузки между ТГ и ДГ обеспе чивалась надежно лиль при статической настройке РСВ ДГ, например, при S = 0,03 (кривая 2, рис. 5.2), и
при астатической ( или близкой к астатической) характе ристике РСВ ТГ (кривая I).
Распределение активных нагрузок в этом случае при небольших или нерезких изменениях суммарной нагрузки в общих чертах носило следущий характер. Всякое увеличе ние или уменьшение нагрузки электростанции сначала
воспринималось целиком ТГ. Его исходная мощность Р0 |
соответственно |
увеличивалась до значения Р ‘ , или |
уменьшалась до |
Р " |
. Получив сигнал рассогласования |
активных нагрузок |
ТГ и ДГ, система УРАН, выход которой |
включен на РСВ ДГ, перемещала характеристику последне
го из первоначального положения 2 в положение |
3' |
или |
3 ’ |
до пересечения с характеристикой РСВ ТГ |
в точках |
Р |
или € , соответствовавших равномерному распре |
деления активной мощности между ТГ и ДГ при новом зна чении суммарной нагрузки станции.
В том случае, если регулятор ДГ настроен на астати-
ческую характеристику ( ^ = 0,0), как и регулятор ТГ, то между генераторами происходило произвольное пе реливание мощности, величина и характер которого за висят от внешних возмущений, инерционности и точно сти работы системы УРАН (величины постоянных времени и коэффициентов усиления ее элементов) , точности ре гулирования оборотов ДГ и ТГ.
Практически система УРАН в этом случае не способ на обеспечить равномерное распределение активной наг рузки между ТГ и ДГ.
Динамическая устойчивость параллельной работы ге нераторов исследовалась для следующих четырех режимов работы электростанции:
-внезапный наброс нагрузки;
-нормальный режим при работе потребителей с пери одическим характером нагрузки;
-к.з. на фидере вблизи электростанции;
-аварийное переключение потребителей.
Режим внезапного наброса на станцию 50# ее номи нальной мощности PN исследовался на ЭДМ для вариан та В сочетания РСБ ТГ и ДГ, т.е. при наиболее не благоприятных условиях для равномерного распределе ния активной нагрузки. При этом модель системы УРАН в одном случае была выключена ( рис. 5-3, осц. I), в другом случае включена ( осц. 2). Как видно из осцилло грамм, в первый момент набрасываемая нагрузка восприни малась поровну ТГ и ДГ.В течение последующих 0,2-0,3 сек при выключенной системе УРАН происходило быстрое уве личение нагрузки ТГ до его номинальной мощности (50# мощности станции) и уменьшение нагрузки ДГ до нуля. Практически вся нагрузка переходила на ТГ, так как тормозный момент, возникший в первый момент на-
броса на роторе ДГ, вынуждал последний "отставать" от ротора ТГ из-за большого отличия величин Т7^ ТГ и ДГ и динаиических характеристик их РСВ, а также вслед ствие разных значений S статических характеристик
регулирования. При включенной в действие системе УРАН (осц. 2 ) начало переходного процесса из-за инерцион ности системы носило тот же характер, затем в течение
около 10 сек в процессе нескольких качаний происходи |
ло выравнивание нагрузок генераторов |
( О, , |
) и |
вращающих моментов ПД ( If , J2 |
). Угол |
рассогла |
сования роторов ТГ и ДГ достигал наибольшей величины в первом цикле качаний и не превосходил Э/2 = 23°, что свидетельствует о достаточно высокой динамической устойчивости системы.
Нормальному режиму работы электростанции соответ ствовала суммарная эквивалентная (асинхронная и ста тическая) нагрузка мощностью 0,65 ри и, кроме того, нагрузка с периодическим характером работы от устройств
И( |
и |
И2 |
, наибольшая мощность которых составляла |
соответственно |
( 0,1 |
-f 0,15) |
Рн |
и (0,05 т 0,1) Рн . |
"Характер изменения токов в этом режиме виден на ос |
циллограмме рис. 5.4, где и ' |
и |
О " - токи устройств |
И, |
ъ Иг |
, |
U(1 |
и игг |
- суммарные токи ТГ и ДГ. |
Исследование нормального |
режима показало, что рабо |
та мощных потребителей с периодическим графиком наг рузки при питании этих потребителей без маховичных аг регатов непосредственно от шин ГРЩ не приводит к нару шению динамической устойчивости параллельной работы
|
|
|
|
|
|
ТГ |
и ДГ даже |
при |
таком неблагоприятном сочетании РСВ |
ТГ |
и ДГ, как |
вариант & |
. При этом не |
возникает |
раскачивания |
или |
автоколебаний в системе, |
а распреде |
ление активной мощности между генераторами в переходном
|
|
процессе носит |
|
принципиально |
|
|
такой не характер, кал и при |
|
|
одиночном набросе большой наг |
|
|
рузки (см. рис. 5-3, осц. 2). |
|
|
Короткие |
замыкания |
при |
|
|
исследовании динамической |
|
|
устойчивости производились на |
|
|
фидере вблизи |
электростанции. |
|
|
Время отключения к.з. во всех |
|
|
случаях превосходило уставку |
|
|
срабатывания фидерных автома |
|
|
тов. Эквивалентная нагрузка |
|
|
электростанции перед к.з. и |
|
|
после его отключения соответ |
|
|
ствовала нагрузке нормального |
|
|
режима. Результаты исследова |
|
|
ния режимов к.з. сведены в |
|
Рис. 5-4 |
табл. 5-1 и представлены в ви |
|
де осциллограмм на рис. 5-5 |
|
|
|
|
( I - для варианта В |
, 2 - |
|
|
для варианта Б |
). На |
этих |
осциллограммах, кроме уже использованных выше обозна чений, принято: п-дД' и пАд - скорости вращения эквивалентных асинхронных двигателей, А п - отклоне
ние скорости ДГ.
Таблица 5-1
Вариант |
Ртг |
t, |
е12m 1 |
f |
|
tу 7 |
in » |
РСВ ТГ |
|
iy 7 |
и ДГ |
|
сек |
эл.град |
сек |
|
сек |
сек |
|
Рдг |
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
0,85 |
0,24 |
18,5 |
3,5 |
|
0,79 |
1,03 |
А |
1,15 |
0,21 |
29 |
3,0 |
|
0,75 |
0,96 |
Б |
1,0 |
0,25 |
25 |
6,1 |
|
0,9 |
1,15 |
В |
1,0 |
0,42 |
30 |
4,4 |
|
1,0 |
1,42 |
|
|
|
|
> |
|
|
|
Примечание: tK - время отключения |
к.з.; ty |
- время |
|
|
установления переходного процесса; tn - |
|
|
время восстановления |
пА^ |
и |
ig ~ вРе_ |
|
|
мя восстановления напряжения после отклю |
|
|
чения к.з. |
|
|
|
|
|
Как |
видно |
из указанных таблицы и осциллограмм, во |
всех случаях при к.з. динамическая устойчивость парал лельной работы не нарушалась, асинхронная нагрузка после отключения к.з. восстанавливала исходное скольже ние в течение 0,7 - 1,5 сек . ^ В переходном процессе наибольшая колебательность вращающих моментов ПД и их скорости вращения, а также наибольшее время установле ния этих величин характерны для комбинированного регу лирования турбины и дизеля. В наиболее тяжелом случае
для варианта В |
угол |
012 |
не превышал |
30°. Макси |
мальное значение |
угла |
Q |
в переходном |
процессе |
существенно зависит также и от исходного распределения
активной нагрузки между ТГ и ДГ. Угол |
Oi2 |
тем меньше, |
чем больше перед к.з. нагрузка ДГ по |
сравнению с ТГ и |
наоборот.
Аварийный режим рассматривался для случая пере ключения на ГРЩ в нормальном режиме дополнительной
нагрузки последовательно в две очереди |
и |
0,25 PN (значения мощности для установившегося |
режи |
ма). При этом время переключения с момента исчезнове ния напряжения на дополнительном источнике для первой
|
|
|
очереди составляло 0,5 сек |
, для второй - 1,0 сек . |
В связи с перегрузкой электростанции по истечении |
3 и 6,5 сек |
с момента переключения автоматически |
осуществлялось отключение |
соответственно первой |
(0,05 Рм ) и второй (0,06 Рп ) очереди второстепенных потребителей.
На рис. 5-6 представлен наиболее тяжелый случай аварийного переключения, когда ТГ и ДГ имели разнотип ные РСВ (вариант В ), а само переключение по времени совпадало с наибольшими значениями нагрузок И, и Иг .
Как видно из осциллограммы, динамическая устойчивость параллельной работы ТГ и ДГ в этом режиме также не нарушалась, наибольшее значение угла Э/2 не превыша
ло 18°. Вместе с тем режим аварийного 'переключения на грузки носил довольно тяжелый характер. Общая перегруз ка электростанции в переходных режимах усугублялась неравномерным распределением нагрузки между ТГ и Д_ из-за значительного различия в величинах Ту агрега тов и в динамических характеристиках систем регулирова ния скорости. Так как упор максимальной подачи топлива (ограничение по мощности) на дизеле соответствовал 1,1 его номинальной мощности, то в условиях общей
перегрузки станции более 1,1 Р |
на ТГ приходилась |
большая часть нагрузки станции не только |
в переходных, |
но и в установившихся режимах до |
момента |
отключения |
