5. Автоматическое регулирование по возмущающему воздействию и по отклонению регулируемой величины. Статический и астатический законы автоматического регулирования.

Применяемые в настоящее время системы автоматического регулирования возбуждения, кроме основного канала регулирования по отклонению регулируемого параметра ( , где: – текущее значение напряжения на выводах генератора, – задаваемая уставка) содержат, канал регулирования по главному возмущению, которым является ток нагрузки генератора, главным образом его размагничивающая реактивная составляющая. Поэтому аналитическое выражение базовых частей закона регулирования имеет вид

,

где – реактивный ток генератора, – статизм регулирования. В зависимости от значения и знака возможные изображенные на рисунке характеристики АРВ. Очевидно, что изменяя можно получить семейство такого рода характеристик.

При АРВ реализует регулирование вне зависимости от тока нагрузки генератора, и если при этом обеспечивается , соответственно , то осуществляется автоматическое регулирование согласно характеристике 3. (практически линейная зависимость) При и положительном реализуется регулирование по статической характеристике вида 1, а при отрицательном – по характеристике вида 2.

АРВ генераторов, работающих на сборные шины электростанции настраиваются обычно на статическую характеристику с , которой соответствует уменьшение на при изменении тока от до . Из вышеизложенного следует, что регулирование напряжения на шинах электростанции и распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами возможно путем соответствующих настроек АРВ генераторов: , и управления ими. При этом учитывается, что в блочных схемах аналогом является также сопротивление блочных трансформаторов. При астатической настройке АРВ одного из параллельно работающих генераторов вся реактивная нагрузка воспринимается этим генератором. Если астатическую характеристику имеют АРВ нескольких параллельно работающих генераторов, то распределение реактивной нагрузки между ними теоретически становится неопределенным и необходимы дополнительные специальные устройства принудительного ее распределения. В связи с этим астатически могут настраиваться АРВ блочных генераторов, где статизм и соответственно распределение реактивной нагрузки обеспечивается за счет коэффициентов статизма, определяемых блочных трансформаторов. При необходимости частичной компенсации падений напряжений на , АРВ настраиваются на соответствующие статические характеристики с отрицательным . Для поддержания частоты вращения агрегата следовало бы настраивать регуляторы астатически. Однако для однозначности распределения активных нагрузок настройка характеристик должна быть выполнена по статическому закону. Коэффициенты статизма характеристик регулятора задаются в относительных единицах, причем за относительное приращение мощности, равное единице, выбирают номинальную мощность агрегата. Поскольку мощности агрегатов различны, то при оперировании с коэффициентами статизма для целей нахождения распределения нагрузки системы между отдельными агрегатами эти коэффициенты необходимо пересчитать к единой базисной мощности.

Распределение нагрузки происходит обратно пропорционально статизму характеристик регулирования. Если хотя бы один из агрегатов системы имеет астатическую характеристику, характеристика всей системы будет также астатической. В этом случае (при любых изменениях нагрузки) частота системы меняться не будет, а агрегаты, имеющие статические характеристики, станут работать с постоянной нагрузкой. Все изменения нагрузки воспримет на себя агрегат с астатической характеристикой. Если же в системе будет несколько агрегатов с астатическими характеристиками, характеристика системы также будет астатической. Однако распределение нагрузки между агрегатами, имеющими астатические характеристики, станет неопределенным. Поскольку нельзя допускать неопределенности в распределении нагрузки между агрегатами, регуляторы частоты вращения всех агрегатов должны быть настроены на статические характеристики. Астатическое регулирование может быть получено двумя способами. Можно настроить сам регулятор частоты вращения астатически. Для этого необходимо коэффициент жесткой обратной связи сделать равным нулю, что достигается за счет изменения длины рычагов обратной связи а также наличием интегрирующего элемента в схеме регулятора (сервомотор), не охваченного жесткой обратной связью. Возможен второй способ. Регулятор частоты вращения агрегата настраивается на статическую характеристику. Астатическое регулирование получается за счет смещения статической характеристики параллельно самой себе. С точки зрения статики регулирования, между этими способами нет принципиальной разницы. Важен лишь факт, что в том и другом случае агрегат изменяет свою нагрузку на , а частота остается неизменной. Смещение характеристики осуществляется воздействием на механизм изменения числа оборотов (МИЧО).