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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 67

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При выводе уравнений, описывающих систему группового управления возбуждением, и составлении структурных схем исполь­ зованы некоторые результаты и методика исследований, произведен­ ных в ЭНИН АН СССР [Л. 13]. Согласно этой методике все вели­ чины, характеризующие режимы генераторов, представлены в ви­ де функций э. д. с. Еа и углов сдвига ротора 6 каждого из генера­

торов; это оказывается весьма удобным для анализа многоагрегат­ ных систем.

Полученная таким способом система уравнений, приведенная ниже, отличается от известных наличием уравнений, соответствую­ щих процессу автоматического распределения.

3-2. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ СИСТЕМ ГУВ

1. Полный ток генератора и его составляющие

На рис. 3-1 приведены расчетная схема и

диаграмма

э. д. с. генераторов многоагрегатной станции.

Диаграмма

Рис. 3-1. Расчетная схема и диаграмма э. д. с.

в соответствии с принятой

методикой

содержит э. д. с.

Ей и углы сдвига ротора 5 генераторов.

 

Обозначения:

 

 

станции;

 

п — количество генераторов

генерато­

д:г — синхронное

реактивное

сопротивление

ров1;

 

 

 

 

 

лп+) — реактивное

сопротивление линии связи с энерге­

тической системой;

энергетической системы, по­

U — напряжение

шин

стоянное по величине.

 

 

 

Полный ток генератора

(векторно)

может

быть опре­

делен выражением

 

 

 

 

 

1 В соответствии с принятым допущением xT=Xd=xq.

3—2101

 

 

 

 

33


 

 

 

- d I

 

'd2

 

'd (i—I)

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x i ( i ~ \ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

&di

 

Jd (i + l)

 

 

-'dn

и

 

(3-1)

 

 

 

X;i

 

 

 

 

 

 

*1 (n+1)

 

 

 

(/ + 1)

 

 

 

 

 

где i — порядковый номер

рассматриваемого

генератора

по расчетной

схеме;

 

других

генераторов,

k — общее

обозначение номеров

работающих параллельно с рассматриваемым;

х и — собственное

 

(входное)

сопротивление

ветви i

расчетной

схемы,

 

 

 

 

 

 

 

 

х.. — х г -

 

 

 

 

 

 

(3-1а)

 

 

U

 

П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*/2+ 1

1

vrk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k^i

 

 

 

 

x.k — взаимное сопротивление

между

ветвями i и k,

х ь — х .

1

+

г' I

 

 

 

 

(3-16)

 

lk

Гй

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* / 2 + 1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Представляем

Ёйк и V

через

их составляющие по

осям d и q генератора г:

 

 

 

 

 

 

.

Edk = Edksin 8« +

i Edk cos 8«:

& = u sin 8/ +

jU cos 8.,

где

8. — угол

сдвига

ротора

относительно напря­

 

 

жения

энергетической системы;

 

8.й = 8 — 8а— угол

относительного

сдвига роторов.

Тогда

из (3-1)

получим:

 

 

 

 

 

 

h r

&d\

 

 

-d{г-i)

 

4(1-1)

^ i^ c o s S

. —

ci(i+l)

,(,+1)

„ s

E di

,

8‘‘

42 C0S 8Й

cos% - i f

Jdl

 

 

"dn cos 8.

2/ -cos 8.; (3-2)

 

 

■*«('>+!)

14


^dl

• s

Jd2

sin 8

+ . . • +

 

---- sin 8

 

 

xa

"

 

 

 

 

Ed{i~"

sin 8.,.

n - f £d(i+1>

sin 8 ,

-f-

*Hi-D

 

^ хЦШ)

“ ,+ 1~

+ ...

-‘dn

 

_u__

 

sin5« + ' X 1(n+1) ■sin 8;

( 3 - 3 )

2. Уравнение движения ротора

Уравнение движения ротора дается в операторной форме. С учетом допущений, перечисленных в § 3-1, это уравнение может быть записано в виде

TViP*bb. + DtpM. = - W

h

(3-4)

где Т — постоянная инерции

ротора;

 

 

D — демпферный коэффициент;

 

 

АР— избыток электромагнитной мощности:

 

р — оператор.

записать

и в другой форме:

Уравнение (3-4) можно

Abi = -

KpA Pi,

 

(3-5)

где

 

 

 

здесь Кр— передаточная

функция

звена, отражающего

 

движение ротора генератора;

звена1.

k = 1 — коэффициент усиления

этого

Как известно, малое приращение функции

нескольких

переменных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F = F{x\ у,

2)

 

 

может быть

найдено по

ее частным

производным по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. г,

d F А

, d F А

 

, d F .

/ о т ,

 

 

 

 

+

 

+

Дг-

(3"7)

1 Знаком

k

обозначается

коэффициент усиления,

знаком К

передаточная

функция

(в операторной

форме).

 

 

3*

35


Соответственно по принятой методике избыток элек­ тромагнитной мощности генератора может быть пред­ ставлен в виде функции э. д. с. и углов сдвига роторов всех генераторов:

 

ЛЛ- = С РЕП^ Еd\ +

C PEi2A E d2 +

• • • +

 

+

C PEiiA E di + • • • +

C P E i ' f i E dn +

С Р Ы 1 +

 

+

С РЕ/2Л З а + ' ' ' + С РЬИ А5/ + ' • ' +

С Р Ы ,А Ьп-

(3 ' 8 )

Коэффициенты С определяются как частные произ­ водные электромагнитной мощности по э. д. с. и углам.

Учитывая, что

P. — E..I .

I

di qi

и подставляя (Г-3), получим:

СГ„.. =

 

 

Edt .

г

,

 

^d2.

 

 

 

 

;п г-= — sin8., +

 

— sinS|n4-.

Т

 

 

ГЕп

dEdl

 

х п

‘[ ^

 

x

i2

и "Г

 

 

Х-i,( i - 1)

 

 

 

 

Jd ( i+ l)

 

Sln %•+.)-+ • • • +

 

 

 

 

 

 

Ш +

\ )

 

 

 

+ % L s m S „ + - ^ - s i n S , = / ;

 

(3-9)

 

 

 

 

 

 

лKi(n<л+ l)\

 

 

v

 

 

 

 

C„B1

 

dP;

Edi

 

sin8./;;

 

(3-10)

 

 

PEik

 

dEdk

л Иг

 

 

 

 

 

C

- ^ L

- E

 

 

P‘d \

 

,

 

Ed2

 

 

 

 

di

J " l‘°S 8П+

iff С08 5«2 +

• • • +

 

° P b ii

dS-

 

 

£rf(‘- - ')co s^(i._ I)- f ^ f ± i - ,cos3(., + 1)+ . . . +

 

x m ~ \ )

 

 

 

 

ч H+l)

 

 

i ('' + D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dtt

л

 

I

U

 

 

 

 

 

 

E ^

(3-11)

 

cos о

ifl

-4----------cos 8.

:

 

X■

 

1

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' Ц п + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dp,

Edi^dk

 

s

 

(3- 12)

 

c puk — d$

------------- COS 0 ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kik

 

lk'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X„

 

 

 

 

36


Индексы при частных производных, обозначаемых коэффициентами С, показывают:

первый — режимный параметр генератора, подвер­ гаемый дифференцированию;

второй — режимный параметр генератора, принимае­ мый за аргумент, по которому производится дифферен­

цирование (э. д. с.

Ed или угол б);

принадлежит

третий — номер

генератора, которому

дифференцируемый параметр;

параметра,

принимаемого

четвертый — то

же для

за аргумент.

 

 

 

Таким образом,

например,

коэффициент

CpUk в фор­

муле (3-12) читается как частная производная активной мощности Р генератора номер / по углу сдвига ротора 6 генератора номер k.

Коэффициенты вида Сц будем .называть собственны­ ми коэффициентами уравнения, вида Сцг — взаимными коэффициентами.

При равенстве исходных режимов однотипных гене­ раторов.

0i = o, = ••. = *„ и o.k — 0.

Тогда взаимные коэффициенты значительно упроща­

ются:

 

C FEik = 0;

(3-10а)

Л1k

<3 - 12а>

Ниже приводится только окончательный вид осталь­ ных уравнений системы ГУВ (без вывода) и указаны зна­ чения коэффициентов С, упрощенные для случая равен­ ства исходных режимов однотипных генераторов. Обос­ нование этих уравнений и анализ некоторых из них, а также значения коэффициентов С для общего случая даны в приложении 5.

3. Уравнение переходных процессов в роторе

Электромагнитные переходные процессы в обмотке воз­ буждения генератора описываются в линейном прибли­ жении известным уравнением

37