2.2. Автоматичне управління реактивною потужністю синхронних генераторів електростанцій.

Умови і способи розподілу реактивного навантаження електростанції між синхронними генераторами

Дві основні вимоги до автоматичних систем регулювання збудження синхронних генераторів, а саме: підтримка на заданому, в загальному випадку рівні напруги, що змінюється по графіку на шинах електростанції і забезпечення розподілу реактивного навантаження електростанції між паралельно працюючими синхронними генераторами — по суті суперечливі.

Відповідно до першої вимоги необхідна астатична, а з другою — статична зовнішня характеристика регульованого синхронного генератора. Дійсно, розподіл реактивної потужності між двома блоками генератор — трансформатор в схемі на рис. 2.2,а забезпечується тільки при зниженні напруги або на шинах електростанції із збільшенням реактивного навантаження. Припускаючи астатичне регулювання напруги на затискачах генераторів і відсутність активного навантаження, можна записати:

(2.1)

або

(2.2)

Реактивні струми синхронних генераторів згідно (2.2) визначаються відношенням опорів трансформаторів.

В схемі (рис. 2.2,6) безпосередньої паралельної роботи синхронних генераторів при припущеному астатичному регулюванні напруги pозподіл реактивного навантаження між ними не забезпечується,

Рисунок 2.2- Схеми паралельної роботи:

а - блоків генератор-трансформатор; б - синхронних генераторів; в - графіки, що ілюструють розподіл реактивної потужності між генераторами

оскільки відношення (2.2) стає невизначеним

.

Таким чином, автоматичне регулювання напруги на шинах електростанції (за трансформаторами при блоковій схемі або на шинах генераторної напруги) повинне бути статичним. Графіки на рис. 2.2,в ілюструють однозначність розподілу реактивного навантаження між двома синхронними генераторами при статичних характеристиках.

Відносне зниження напруги . (від напруги холостого ходу ) при зростанні реактивної потужності генератора визначає коефіцієнт статизму. При допущенні про лінійність зовнішньої характеристики (рис. 2.2,в)

(2.3)

Реактивне навантаження обернено пропорційне коефіцієнту статизму зовнішньої характеристики регульованого синхронного генератора. Згідно рис. 2.2,в

(2.4)

Співвідношення (2.4) справедливі при будь-якій кількості з паралельно працюючих генераторів. Реактивне навантаження і-гo генератора тому сумарна реактивна потужність електростанції

(2.5)

Пайова участь і-го генератора в покритті реактивного навантаження електростанції з врахуванням (2.4) і (2.5)

(2.6)

Реактивна потужність синхронного генератора

,

де - коефіцієнт статизму характеристики .

Згідно

(2.7)

Проте при статичному регулюванні не забезпечується перша вимога до автоматичної системи регулювання збудження. Одночасне задоволення двох вказаних суперечливих вимог досягається при груповому автоматичному управлінні збудженням одним з двох способів:

автоматичною зміною залежно від реактивного навантаження заданих значень напруги (уставок) статичних регуляторів збудження;

розділенням функцій між двома автоматичними пристроями: центральним автоматичним регулятором напруги (ЦАРН) і пристроєм розподілу реактивного навантаження (ПРРН).

При реалізації першого способу для забезпечення необхідної точності розподілу реактивного навантаження звичайно необхідне збільшення статизму характеристики порівняно з власним статизмом, зумовленим статичним регулятором збудження, і можливість зміни коефіцієнта статизму. Установка необхідного статизму виробляється шляхом введення до вимірювального органу напруги сигналу по збурюючій дії - реактивному струму генератора. Для цього у вимірювальному органі передчабається елемент (пристрій) установки статизму зовнішньої характеристики регульованого синхронного генератора.