Пристрої групового автоматичного управління збудженням генераторів
2.3.1 Способи здійснення
На рис. 2.5,а приведена схема, що пояснює здійснення першого способу групового автоматичного управління збудженням паралельно працюючих синхронних генераторів. Розподіл реактивного навантаження електростанції між генераторами забезпечується за рахунок статизму зовнішніх характеристик генераторів, змінного при необхідності перерозподілу реактивного навантаження змінним резистором установки статизму.
Рисунок 2.5 - Схема і графіки, що ілюструють спосіб групового управління збудженням синхронних генераторів:
а - схема; б - графіки
У міру зростання реактивного навантаження
електростанції напруга
на шинах знижується (рис. 2.5,б, характеристики
1). Для відновлення напруги характеристики
зміщуються вгору (характеристики 2).
Зсув характеристик досягається
відповідним збільшенням уставок
автоматичних регуляторів від
до
.
Одночасна зміна уставок виконується
центральним установочним автотрансформатором
за допомогою проміжних трансформаторів
напруги TLV, включених у вхідні кола
вимірювальних органів кожного з
регуляторів так, що додаткова напруга
віднімається від суми напруг правої
частини (2.8). Тому
а напруги генераторів із врахуванням (2.10) змінюються за рівнянням
(2.15)
За умови
напруги
генераторів при зміні реактивного
навантаження електростанції залишаються
незмінними, рівними
.
Тому якщо коефіцієнт трансформації
змінювати автоматично за допомогою
одного (центрального) астатичного
регулятора AV (рис. 2.5,а), то можна
підтримувати як незмінну напругу на
шинах електростанції, так і постійний
розподіл реактивного навантаження між
синхронними генераторами.
На центральний автоматичний регулятор напруги покладається функція підтримки напруги на шинах електростанції на заданому рівні при другому способі групового автоматичного управління збудженням. При цьому індивідуальні регулятори напруги на синхронних генераторах не встановлюються. Наприклад, при компаундованих генераторах, використовуються тільки виконавчі (магнітні) підсилювачі AL електромагнітних коректорів напруги, керовані від центрального вимірювального органу напруги — центрального регулятора AV (рис. 2.6,а). Таким чином, при зміні напруги на шинах електростанції одночасно змінюється збудження всіх генераторів.
Розподіл реактивного навантаження електростанції між синхронними генераторами виконується окремим пристроєм ПЗРН.
Регулююча дія
на збудник генератора є сумою двох дій:
,
пропорційного відхиленню напруги
генератора від заданого значення, і
пропорційного заданій різниці
і істинній
реактивних потужностей. При
автоматична система працює тільки по
відхиленню напруги, а при
— по відхиленню як напруги, так і
реактивної потужності.
Відомі різні способи виконання пристроїв розподілу реактивного навантаження - на основі співставлення заданих реактивних навантажень і істинних, тобто по замкнутій схемі; шляхом задання реактивного навантаження кожному генератору без вимірювання дійсного навантаження (по розімкненій схемі) і різні способи зрівнювання реактивних навантажень однотипних і навіть різнотипних синхронних генераторів. Перший спосіб не знайшов розповсюдження через апаратну складність пристроїв, а другий - через недостатню точність розподілу реактивного навантаження.
Порівнення реактивних потужностей однотипних генераторів з різним активним навантаженням, у тому числі і при роботі деяких з них в режимі синхронного компенсатора, цілком допустимо по умові економічності розподілу реактивного навантаження станції, оскільки додаткові втрати активної потужності при рівномірному розподілі реактивної вельми малі. Не виправдовують ускладнення пристроїв групового управління збудженням і додаткові втрати активної потужності при рівномірному навантаженні реактивною потужністю різнотипних синхронних генераторів. Тому сучасні ПЗРН здійснюються як автоматичні пристрої зрівнювання реактивних навантажень. При цьому як електричні величини, пропорційні реактивній потужності, використовуються напруга або струм ротора генератора.
При здійсненні ПЗРН шляхом зрівнювання
реактивних навантажень звичайно
використовуються властивості електричних
схем у вигляді багатопроменевої зірки
з джерелами ЕРС або вигляді багатокутника
з джерелами струмів. Оскільки дільник
напруги ротора або трансформатор
постійного струму ротора працює в
режимах, близьких до джерел ЕРС, практично
застосовується схема багатопроменевої
зірки. Кожна гілка схеми (рис. 2.6,б)
складається з послідовно сполучених
обмотки управління виконавчим магнітним
підсилювачем AL з опором
і джерела ЕРС
з внутрішнім опором
(наприклад, дільника напруги ротора
генератора).
Рисунок 2.6 - Зрівнювання реактивних навантажень синхронних генераторів: а - схема пристрою зрівнювання; б - схема, що ілюструє спосіб зрівнювання
Напруга
схеми, рівна при однакових провідностях
гілок
,
(2.16)
моделює задану реактивну потужність одного генератора
. (2.17)
Електрорушійна сила
моделює істинну реактивну потужність
генератора
.
Струм
у вітці схеми
пропорційний
різниці істинної і заданої реактивних
потужностей і є регулюючою дією
. (2.18)
Таким чином, при порушенні рівномірного розподілу реактивного навантаження електростанції між з паралельно працюючими генераторами на входах виконавчих підсилювачів AL системи управління збудженням виникають струми, що змінюють збудження генераторів доти, поки їх реактивні навантаження не стануть однаковими.