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

Граница устойчивости относительного движения при этом опре­ делится горизонтальной прямой, проведенной с ординатой предель­ ного кч при k j = 0.

Па рис. 4-22 приведены границы устойчивости астатической си­ стемы распределения по Q.

Для относительного движения при обычном компаундировании

Рис. 4-22. Границы устойчивости астатиче­ ской системы распределения по Q.

а — для относительного движения при обычном ком­ паундировании—линия /, при компаундировании по среднему току — линия 2; б — для основного движе­ ния при схеме с ЦУР—линия 1, при схеме с урав­ ниванием— линия 3.

ме с уравниванием границей является линия 3, в то время как при схеме с центральным распределителем (ЦУР)— линия 1.

Таким образом, при компаундировании по среднему току сум­ марная зона устойчивости системы с уравниванием определяется прямоугольником АОВС, а системы с ЦУР — треугольником АОВ.

Следовательно, компаундирование по среднему току как сред­ ство стабилизации эффективно для систем с автоматическим урав­ ниванием реактивных нагрузок и неэффективно в системах с ЦУР.

4-8. ВЫВОДЫ

Отраженные в настоящей главе исследования устойчивости систем автоматического распределения показывают возможность и удобство применения приве­ денных в гл. 3 основных уравнений для анализа пере-

90

ходных режимов систем ГУВ и позволяют сделать сле­ дующие выводы:

1. Наилучшим параметром распределения по усло­ виям устойчивости и скорости затухания переходного процесса в системе ГУВ является напряжение ротора генератора.

По тем же условиям реактивная мощность и ток ротора генератора в качестве параметров распределения практически равноценны. Применение полного тока ста­ тора в качестве параметра распределения не рекомен­ дуется.

2.Статические системы автоматического распределе­ ния по напряжению ротора обладают значительно более высокой устойчивостью, чем использующие тот же пара­ метр распределения астатические системы.

При распределении по другим параметрам соотноше­ ние запасов устойчивости статических и астатических систем зависит от конкретных условий и должно опре­ деляться расчетом.

3.Системы ГУВ с автоматическим уравниванием ре­ активных нагрузок обладают более высоким запасом устойчивости в основном движении и легче могут быть стабилизированы в относительном движении, чем систе­ мы с центральным распределителем реактивных на­ грузок.

4.Устойчивость систем автоматического распределе­ ния мало зависит от величины сопротивления линии свя­ зи станции с энергетической системой и величины на­ пряжения шин.

5.Устойчивость систем автоматического распреде­ ления изменяется с изменением исходного режима гене­ ратора, причем в зависимости от расчетных данных ге­ нератора и величины коэффициента компаундирования наименьший запас устойчивости может иметь место ли­

бо в чисто активном, либо в чисто реактивном 'режи­ ме. Поэтому проверка устойчивости систем распреде­ ления должна 'производиться « обоих упомянутых ре­ жимах.

6. Введение компаундирования по среднему току па­ раллельно работающих генераторов является эффектив­ ным средством повышения устойчивости систем автома­ тического распределения, выполненных по принципу уравнивания нагрузок.

91

ГЛАВА ПЯТАЯ

УСТАНОВИВШИЕСЯ РЕЖИМЫ СИСТЕМ

ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

5-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Одной из основных задач, поставленных при изучении устано­ вившихся режимов станций, снабженных системами группового управления возбуждением, является разработка методики их рас­ чета, позволяющей определять оптимальную настройку ГУВ и на­ ходить установившиеся значения токов, напряжений и мощностей,

допустимых величин коэффициентов усиления системы распреде­ ления и системы регулирования напряжения, а также к нахожде­ нию погрешностей распределения и отклонений напряжения в раз­

Однако для уста,повившихся режимов оказывается возможным упростить решение. В настоящей главе, исходя из основных урав­ нений, получены более простые и удобные для расчета выражения Они требуют для своего решения подстановки величии, которые обычно в эксплуатации известны или легко могут быть определены.

Наряду с разработкой методики расчета установившихся ре­ жимов, пригодной для конкретных случаев, второй основной зада­ чей является общий анализ и разработка требований, которые сле­ дует предъявлять к структуре и настройке элементов ГУВ для по­ лучения наилучших результатов с точки зрения нормальных и ава­ рийных установившихся режимов.

В свете упомянутых задач в § 5-2 и 5-3 даны уравнения и структурные схемы установившегося нормального режима систем распределения и систем регулирования напряжения, а также мето­ дика их аналитического и графического расчета.

Параграф 5-4 содержит методику расчета аварийных режимов и пыбора схем и параметров настройки систем ГУВ по условиям этих режимов.

В предыдущих главах производилась оценка параметров рас­ пределения по условиям точности и устойчивости автоматического распределения. В настоящей главе и относящемся к ней приложе­ нии 7 производится оценка параметров распределения по некото­ рым условиям установившегося режима.

К настоящей главе относятся также материалы приложения 8, в котором рассмотрены внешняя характеристика станции и харак­ теристика нагрузки, приведенная к ее шинам.

Рассмотрение всех вопросов ведется в свете основных требо­ ваний к системе ГУВ, сформулированных в гл. 1.

92

5-2. НОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

1. Расчет с помощью основных уравнений

Как показано в гл. 4, рассмотрение процесса относи­ тельного движения генераторов, имеющего место при действии системы автоматического распределения, целе­ сообразно производить при условии постоянства напря­ жения на шинах станции.

Полагая в основных уравнениях (3-59) — (3-63), вы­ веденных для этого условия, оператор р = 0, можно лег­ ко получить уравнения установившегося режима

Эти уравнения могут быть использованы для расче­ та установившихся режимов систем распределения. Од­ нако практическое их применение встречает затрудне­ ния, связанные с громоздкостью предварительного вы­ числения коэффициентов С и k.

Н3 iв. в •

93

Учитывая, что в практике расчеты установившихся режимов производятся значительно чаще, чем расчеты переходных режимов', целесообразно преобразовать уравнения установившегося режима таким образом, что­ бы для них можно было использовать практически бо­ лее легко вычисляемые величины.

Желательно также привести уравнения к виду, по­ зволяющему сделать некоторые общие выводы относи­ тельно требуемой точности систем распределения, опти­ мальной структуры схем ГУВ, их настройки и т. д.

2. Объект регулирования и его коэффициент усиления

Для упрощения уравнений установившегося режима в соответствии с поставленной в предыдущем пункте за­

щается звеном, входным параметром которого является составляющая тока возбуждения возбудителя, даваемая

нератор (с устройством компаундирования), причем со­ четание параметров этих звеньев изменяется в зависи­ мости от принятого параметра распределения.

Таким образом, звено «объект регулирования» заме­

1 Д л я р а с ч е т о в п е р е х о д н ы х р е ж и м о в п р е д в а р и т е л ь н о е в ы ч и с л е ­ н и е С и k и п о л ь з о в а н и е в ы в е д е н н ы м и в гл . 3 о с н о в н ы м и у р а в н е н и я ­

м и я в л я е т с я н е и з б е ж н ы м .

94

Из тех же уравнений для случая распределения по ре­ активной мощности

Здесь коэффициенты М и N находятся по (4-11) и (4-12). Теперь нетрудно записать, что для системы распре­

деления по Q

Аналогично могут быть получены выражения коэффи­ циентов усиления объектов регулирования для других параметров распределения:

для J

режима приобретают предельно простой вид (рис. 5-1)*. Представление схемы в таком виде особенно удобно тем, что коэффициент усиления объекта регулирования может быть подсчитан не только по формулам (5-5) — (5-7), требующим знания величин С и k, но и по обычно имеющимся при проектировании и эксплуатации харак­ теристикам возбудителя и компаундированного генера­ тора, а также может быть легко определен опытным пу­ тем; для этого достаточно снять зависимость /? = /(/в.вг)

врассматриваемом режиме генератора при U—const.

*Выше рассмотрено звено й0о; подробно о звене k T см. сле­

дующий пункт.

95