5.1.3 Токовая компенсация и токовая стабилизация при автоматическом регулировании напряжения.

На измерительный орган регулятора напряжения (ИОР) обычно подается не только напряжение генератора (U_г=U_тн), но некоторое напряжение, пропорциональное реактивному току нагрузки генератора.

Рис.5.4

Из схем рис.5.4 следует:

U_г

U_г

U_г

U_г

Р

а)

б)

ис.5.5



І_ргr_cx

I_рг

I_рг



І_ргr_cx

I_рг

I_рг

U_p

На рис.5.5 построены характеристики по этим выражениям. Характеристика рис. 5.5.а. соответствует схеме рис. 5.4.а. и рис. 5.5.б. – 5.4.б. В обоих случаях имеют место статистические характеристики регулирования, причем в первом случае с положительным статизмом, а во втором – с отрицательным. Физическая суть этих характеристик заключается в том, что, например, при увеличении реактивной нагрузки, увеличивается падение напряжения на r_сх, поэтому для поддержания U_р = const требуется меньшее или соответственно большее U_г.

Статизм характеристик регулирования, то есть их наклон можно изменять, изменяя величину сопротивления r_сх. С помощью установочного сопротивления R_у уменьшится U_р и регулятор воспримет это как снижение напряжения на генераторе и соответственно увеличит его, то есть характеристика переместится вверх.

Характеристики с положительным статизмом применяют при регулировании напряжения на шинах генераторов, а с отрицательным – при поддержании напряжения в заданной точке системы, например, за трансформаторами связи с системой.

5.1.4 Распределение и перераспределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами.

При напряжении на шинах U_г генераторы несли реактивную нагрузку I_рг1 и I_рг2.

Рис.5.6

После наброса реактивной нагрузки (подключились новые реактивные нагрузки или внезапно отключились один или несколько генераторов системы) увеличивается I_р и соответственно I_рг1 и I_рг2, что приводит к снижению напряжения на шинах до уровня U_г и соответственно увеличению реактивной нагрузки данных генераторов на I_рг1 и I_рг2.

Из заштрихованных на диаграмме треугольников следует:

и .

Так как u одинаково для обоих генераторов:

,

.

Это означает, что наброс реактивной нагрузки распределится между генераторами обратно пропорционально коэффициентам статизма регуляторов напряжения этих генераторов. Это позволяет по заранее установленному наклону характеристик нужным (выгодным) образом управлять распределением нагрузок на генераторах.

В практике эксплуатации может возникать необходимость перераспределения реактивных нагрузок, то есть уменьшать или увеличивать реактивную нагрузку на каждом конкретном генераторе. В этом случае задача может ставиться условиями:

I_р=var, U_г=const.

Рис.5.7

Предположим, генератор нес нагрузку I_р и напряжение на его шинах было U_г (рис.5.7.а). Для того чтобы увеличить нагрузку до I_р при том же напряжении U_г, как это видно из рисунка, характеристика регулирования должна пройти через точку «а». Для этого надо изменить наклон характеристики с α' до α", а для этого надо соответственно изменить сопротивление r_сх.

Возможна так же задача U_г=var при I_р=const, то есть напряжение на генераторе нужно изменить с U_г до U_г (рис.5.7.б), то есть характеристика регулирования должна пройти через точку «а», что может быть достигнуто за счет соответствующего изменения угла ее наклона с α' до α".

Рассмотренное перераспределение и регулирование осуществлялось за счет изменения r_сх, то есть за счет изменения угла наклона характеристик регулирования и это приводит к изменению коэффициентов статизма и изменяет условия распределения набросов нагрузки. Если наклон характеристик менять нежелательно (недопустимо), то указанные задачи можно решить за счет их параллельного перемещения (рис.5.7.в), что достигается за счет изменения установочного сопротивления R_у (см. рис.5.4).

5.1.5 Поддержание U=const в заданной точке энергосистемы.

Рис.5.8.

Станции и их отдельные агрегаты могут поддерживать напряжение заданной величины на шинах крупных узловых подстанций системы. Допустим, что требуется поддерживать U_б=const. Изменяться это напряжение может только из-за изменения реактивной нагрузки. Для схемы рис.5.8 можно записать:

U_Г = U_Б + К_р^.I_р^.Х_л + I_р^.Х_т

Напряжения считаются приведенными к генераторному, а коэффициент К_ротражает долевое распределение реактивных нагрузок по линиям, отходящим от шин А. Если на генераторе применить регулятор с отрицательным статизмом, то напряжение на генераторе будет описываться выражением:

U_Г = U_Р + I_р^.r_сх

Приравнивая правые части выражения, получим:

U_Р + I_р^.r_сх = U_Б + I_р^.(К_р^.Х_л + Х_т)

Для выполнения U_Б=const необходимо обеспечить U_Р = U_Б (с учетом приведения), так как регулятор всегда обеспечивает U_Б=const. Это означает, что указанное равенство, а, следовательно, и поддержание U_Б=const при r_сх = К_р^.Х_л + Х_т

При таком выборе r_сх, увеличенное падением напряжения на сопротивлениях Х_л и Х_т, будет точно компенсироваться соответствующим повышением напряжения на генераторе.

Рассмотренное регулирование называют встречным, что определяется рассмотренной выше сущностью регулирования (снижение напряжения на шинах В компенсируется соответствующим повышением напряжения на генераторе).