Файл: Росман Л.В. Групповое управление возбуждением синхронных генераторов гидроэлектростанций.pdf

деление подобных зон устойчивости для других режи­ мов генератора (рис. 4-6, 4-7) показало, что оптималь­ ная величина коэффициента изменяется незначительно.

Рис. 4-7. Зона устойчивости астатиче­ ской системы распределения, режим

8 (Р =0; Q =0,6).

На рис. 4-8 приведена пространственная диаграмма, показывающая, как изменяется зона устойчивости си­ стемы астатического распределения по реактивной мощности при изменении режима генератораПараме­ тры изменяемого режима откладываются по третьей оси диаграммы, причем (в соответствии с таблицей

73

kj и криволинейной поверхностью, соответствует устой­ чивой работе схемы

Из диаграммы явственно видна зависимость границы устойчивости от исходного режима генератора.

Рис. 4-8. Область устойчивости астатической системы распределения по реактивной мощности.

Так, для некомпаундированного генератора, т. е. при kj = 0, уменьшение угла б в анализируемой схеме уве­ личивает устойчивость, а при значительных kj, наоборот, уменьшает12, что является следствием возрастания влия­ ния электрических контуров при увеличении kj.

На рис. 4-9 показана еще одна пространственная

в этом режиме практически в бесконечность.

2 Уменьшение угла б соответствует увеличению реактивной и снижению активной мощности.

74

диаграмма для системы ГУВ с распределением по реак­ тивной мощности, но уже статического исполнения. Гра­ ничная поверхность имеет вид, отличный от показанной на предыдущем рисунке, что является следствием отме­ ченной в § 4-3 разницы в структуре уравнений.

Небезынтересно отметить наличие характерного вы­ ступа поверхности в районе больших kj, объясняющего­ ся стабилизирующим действием статической системы автоматического распределения, имеющей малую по-

Рис. 4-9. Область устойчивости статической системы распре­ деления по реактивной мощности статической системы.

стоянную времени, и .поэтому оказывающей заметное влияние на безынерционное компаундирование.

Кривые изменения э. д. с. во времени для статиче­ ской системы распределения по Q нанесены на рис. 4-5.

току, току ротора и напряжению ротора соответственно.

75

деления; режим 1 (поминальный).

Из рисунков видна идентичность формы зон устойчивости для систем с распределением по Q, J и /р в отличие от wp.

Зоны устойчивости систем с распределением по Q для режимов генератора, отличающихся от номинально­ го, показаны выше. Аналогично для систем с распреде­ лением по другим параметрам также были определены зоны для этих режимов. Здесь за недостатком места они не приводятся. Полученный материал подтверждает най­ денные в § 4-3 основные зависимости, имеющие место в системах автоматического распределения, и позволяет произвести сравнение различных систем ГУВ распреде­ ления.

76

Рис. 4-11. Зоны устойчивости статических систем рас­ пределения; режим 1 (номинальный).

4-5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

1. Системы, использующие различные параметры распределения

Как отмечалось выше (§ 4-2), сравнение систем рас­ пределения, относящихся к одной и той же группе, но использующих различные параметры распределения, удобно производить, приведя масштабы всех зон устой­ чивости к одному эквивалентному масштабу по условию одинаковой погрешности по току ротора.

77

На рис. 4-12 и 4-13 показаны зоны устойчивости аста­ тических и статических систем в эквивалентных масшта­ бах для номинального исходного режима генератора.

Приведение к эквивалентным масштабам произво­

дилось по (4-2).

Коэффициент Хг определялся по (4-13) —(4-15).

Рис. 4-12, Зоны устойчивости астатических систем в экви­ валентных единицах, режим 1.

«

На графике для статических систем нанесена линия минимально допустимого (по условиям установившейся погрешности) коэффициента усиления системы распреде­

ления krэ. мин*

Как видно из рисунков, зоны устойчивости в эквива­ лентных масштабах для систем с распределением по Q, J и ip при номинальном режиме достаточно близко со­ впадают, а зона системы с распределением по «р резко от них отличается.

78

При одной и той же точности запас устойчивости систем распределения по напряжению ротора (коэффи­ циент усиления k ) значительно превышает запас

устойчивости систем распределения по другим пара­ метрам.

В астатических системах эти запасы разнятся более чем вдвое. Статическая система распределения по на­ пряжению ротора в рабочих пределах значений коэффи­ циентов усиления оказывается вообще абсолютно устой-

Рис. 4-13. Зоны устойчивости статических систем в эквивалентных единицах, режим 1.

чивой, тем самым коренным образом отличаясь от всех остальных исследованных систем.

На рис. 4-14 показана зависимость постоянной вре­ мени затухания переходного процесса от коэффициента усиления системы автоматического распределения. Ко­ эффициент усиления выражен в эквивалентных масшта­ бах отдельно для систем каждой группы. Характеристи­ ки даны для номинального режима и нормального ком­ паундирования генератора.

Как видно из рисунка, время затухания процесса

для систем распределения по напряжению ротора мень­ ше, чем для других систем.

С ростом коэффициентов усиления эта разница как в статических, так и в астатических системах резко воз­ растает. Таким образом, с точки зрения как устойчиво­ сти, так и скорости затухания переходного процесса

79

оптимальными оказываются системы группового управ­ ления с распределением по напряжению ротора.

Расчеты показывают, что в режимах, отличных от но­ минального, разница между зонами устойчивости си­ стем с распределением по Q и по iv сравнительно неве­ лика *.

Напротив, разница между зонами устойчивости этих двух систем и зоной устойчивости системы с распреде-

Рис. 4-14. Постоянные времени затухания переходного процесса (режим 1, компаундирование нормальное).

а — астатические системы; б — статические системы.

лением по / в режимах, отличных от номинального, рез­ ко возрастает.

На рис. 4-15 показана пространственная диаграмма устойчивости статической системы ГУВ с распределе­ нием по полному току генератора. Из диаграммы видно, что с уменьшением коэффициента мощности нагрузки генератора предельный коэффициент усиления системы распределения kj резко снижается.*80

1 В произведенных расчетах разница между граничными зна­ чениями коэффициентов kq и ky не превышает 20%.

80

Таким образом, в режимах малых активных нагру­ зок система ГУВ с распределением по J обладает значи­

Рис. 4-15. Область устойчивости статической системы распределения по току статора.

2, Системы, относящиеся к различным группам

Выше для сравнения систем автоматического распре­ деления, относящихся к одной группе, зоны устойчиво­ сти их строились в одном эквивалентном масштабе, ко­ торый получался путем совмещения точек, соответствую­ щих минимально допустимому для каждой из систем ко­ эффициенту усиления, причем этот коэффициент опреде­ лялся по условию точности распределения.

1 Условия эквивалентной настройки даны в § 4-2.

В соответствии с § 4-2 для сравнения систем, относя­ щихся к разным группам (т. е. статических и астатиче­ ских систем), должно быть введено дополнительное условие, учитывающее скорость процесса автоматическо­ го распределения.

На рис. 4-14 видно, что с уменьшением коэффициен­ та усиления астатических систем распределения длитель-

Рис. 4-16. Совмещенные зоны устойчивости

1— граница устойчивости для астатической си­ стемы; 2—то же для статической.

ность переходного процесса уменьшается до определен­ ной оптимальной величины, а затем начинает резко уве­ личиваться.

Сучетом сказанного в § 4-2 следует заключить, что

впрактических условиях коэффициент усиления астати­ ческих систем должен (с некоторым запасом) выбирать­

ся вблизи значения, оптимального по условиям скоро­ сти процесса распределения, а коэффициент усиления статических систем, также с некоторым запасом, — вбли-

82