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
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 |
+ |
1Л |
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 \ |
_г |
|
, |
|
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