Файл: Болотин, Б. И. Инженерные методы расчетов устойчивости судовых автоматизированных электростанций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 0
П е р е д а т о ч н а я ф у н к ц и я о т с е ч н о г о з о л о т н и к а |
|
|||
^ о . з ( Р ) - |
, |
*°т 3 |
, |
(П-27) |
|
1+ То. зр |
|
|
|
где k0 з и Г3. 0 — коэффициент |
передачи |
и постоянная |
времени от |
|
сечного золотника. |
|
|
|
|
Передаточная функция сервомотора |
|
|
||
ТР.(Р) = |
- ^ ~ , |
|
(И-28) |
|
|
|
TsP |
|
|
где Ts — постоянная времени сервомотора.
Передаточная функция отрицательной обратной связи по положе
нию сервомотора |
|
№о.с(Р) = ^ с - |
(П.29) |
Рис. 11.6. Структурная схема гидродинамического регулятора скорости турбогенератора
Передаточная функция канала по возмущению (передаточная функ ция выявителя мощности)
^ н (Р ) |
(II.30) |
1 + ГнР |
’ |
где kH и Тн — коэффициент передачи и |
эквивалентная постоянная |
времени канала по возмущению (нагрузке).
Связь между элементами гидродинамического регулятора скоро сти турбогенератора осуществляется в соответствии со структурной схемой рис. II.6.
Уравнение приращения момента нагрузки. Рассмотрим уравнение II .4.
Оценим в нем приращение электромагнитной мощности АР.
В соответствии с [14], электромагнитная мощность генератора Р при его работе в параллель с другим генератором является функцией э. д. с. обоих генераторов EQl и Eq 2, частоты сети /с, угла между ро
торами 6 12, его производной рЬ12 и сопротивления нагрузки |
zH, т. е. |
P = f(fc> ^121 Р ^ 12 > E q i 'i Р Q2* 2н)- |
( I I . 3 1 ) |
Учитывая, что устойчивость параллельной работы рассматривается обычно при постоянном для данного режима zH (для режимов от хо лостого хода до номинальной нагрузки), исключим его.
3 Б. И. Болотин, В. Л. Вайнер |
49 |
Произведем линеаризацию уравнения (11.31), тогда
АРг - дРг |
Д /с дРг Л б 12 |
д Р 1 ■А ( р б 12) |
|
dfc |
д8. |
д (р б 12) |
|
|
+ J ^ l - A E Q1 + - ^ - A E Q2. |
(11.32) |
Первый член данного уравнения учитывает изменение электромаг' нитной мощности в зависимости от изменения частоты сети /с. Так как в качестве независимых переменных выбираются скольжения ф1 и (р2, то желательно выразить Д/с через скольжения каждого из агрегатов
|
|
/с = /(юТ. ©а). |
|
|
|
(П.ЗЗ) |
|||
Линеаризуя это выражение, можно получить |
|
||||||||
|
А/с= |
д |
|
A®i + |
- ^ - |
|
Д®2- |
(П.34) |
|
|
|
|
|
асо2 |
|
|
|
||
Так как Acox = |
и Дсо2 = |
ф2, то |
|
|
|
|
|
||
|
А/с= |
|
^ |
Ф1 + |
- ^ |
- ф2. |
|
(II.35) |
|
|
|
|
|
|
у0)2 |
|
|
|
|
Тогда первый член уравнения (11.32) |
будет равен |
|
|||||||
|
|
|
|
а/с |
|
|
а/с |
\Фг |
(11.36) |
а/с |
|
а/с |
а<вх->iT |
|
дсо2 |
||||
|
|
|
Второй член уравнения (11.32) учитывает изменение электромаг нитной мощности в зависимости от изменения угла.
Электромагнитная мощность является синхронизирующей и обус лавливается неравномерностью распределения мощностей между па раллельно работающими генераторами.
Третий член уравнения (11.32) учитывает асинхронную мощность, создаваемую демпферными поперечными контурами параллельно ра ботающих генераторов. Эта мощность будет зависеть от параметров как первого, так и второго ГА.
Возможность учета асинхронной мощности с помощью члена, за висящего от производной, обусловлена тем, что при малых взаимных углах 612 можно пренебречь действием продольного демпферного кон тура и взаимосвязью контуров генераторов по осям d и q [38].
Четвертый и пятый члены уравнения (П.32) |
учитывают изменение |
|||||||
электромагнитной мощности в зависимости от изменения э. |
д. с. гене |
|||||||
раторов £ Q1 и EQ2 (т . |
е. от изменения токов возбуждения |
iBl и /в2). |
||||||
Подставим уравнение (11.32) |
в уравнение (II.4). Тогда, учитывая |
|||||||
(11.36) |
и то, что Дш = |
ф, |
получим |
|
|
|
||
|
ДМг= |
дМ± |
|
д М л |
д Р 1 ( |
df, |
dfc |
|
|
|
дач «Pi |
дР1 |
L dfc |
да>1 «пт |
d(i>2 Ф2 |
|
|
dPi |
Дб12 ‘ |
fdPt |
А (Рбц) |
д Р х |
АЕ Q1+ |
дРг ДЕ Q2 |
(П.37) |
|
|
|
д (р 6 12) |
|
|
д Е Qi |
|
dEQ2 |
|
50
Обозначим |
дМг |
D n (р)- Тогда, учитывая, что А (рб12) |
|
д(рб12)
=р Аб12, и раскрывая квадратные скобки, уравнение (11.37) можно
переписать следующим образом:
|
AMi-- |
d M i |
m |
, д М х |
( |
dfc |
m |
, |
_д[с |
|
|
|
|
дщ |
Ф1- |
а/с |
|
доц Ф1- |
а<о. ф2 |
|
|||||
|
дМг Аб |
. |
dMt АЕ, |
ам, |
A£q2 + Д п (р) рА612, |
(11.38) |
||||||
|
|
12' |
<Э£Q1 |
Q1' |
|
Q2 |
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
дМг |
dMl |
|
|
dPi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
dfc |
dPi |
|
|
dfc |
’ |
|
|
|
|
|
|
|
дМг |
dMi |
|
|
dPi |
|
|
|
|
|
|
|
|
d612 |
dPi |
|
|
d&n |
|
|
|
|
|
|
|
|
дМг |
dMi |
|
dPi |
|
|
|
(11.39) |
|
|
|
|
|
dEQ1 |
dPi |
|
|
9Eqi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
dMi |
dMi |
|
dPi |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
9Eq2 |
dPi |
|
|
9Eq2 |
|
|
||
|
|
|
,. _ |
дМг |
|
dMx |
|
.dPi |
|
|
||
|
|
|
|
д (рб12) |
|
dPi |
|
d 0»M |
|
|
||
Определить численные значения частных производных уравнения |
||||||||||||
(11.37) |
трудно. |
Особенно сложно производить численное определение |
||||||||||
частных |
производных, |
связанных |
с |
изменением |
частот |
вращения |
||||||
агрегатов (частотой сети). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рассмотрим способы и методы определения частных производных |
||||||||||||
уравнения (11.37). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Определение |
частных производных, |
связанных |
с изменением ча |
стоты сети — - ; Л Ь - ; ЛЬ— . Приближенная методика определения dfc дщ дщ
этих производных дана в [18]. Однако формулы для их вычисления громоздки и практически не учитывают специфики реальной нагрузки объекта и действия реальной системы регулирования напряжения. Поэтому в последнее время в береговых электростанциях получило распространение экспериментальное определение таких производных
[14], называемых регулирующим эффектом нагрузки по частоте
Ь |
— А-Рнх ^ |
А /с |
(II.40) |
|
|
А /с |
Р ном'х |
||
|
|
|||
где АРн2 — приращение |
суммарной |
нагрузки, обусловленное изме |
||
нением частоты сети; Р н0м2 — суммарная |
нагрузка системы при но |
|||
минальной частоте /с. |
|
|
дР |
|
Для экспериментального определения |
||||
-----следует при постоянно |
||||
|
|
|
dfc |
включенных потребителях изменять частоту сети /с (воздействием на уставку регулятора скорости), замеряя при этом мощность нагрузки.
3 * |
51 |
|
Отношение приращения мощности АР к обусловившему это прира щение изменению частоты сети Д/с и будет искомой величиной, т. е.
М _ = |
_ Ь Р _ |
. /с |
|
(11.41) |
д[с |
Д /с |
Р ном |
|
|
|
|
|||
Частная производная |
(1 |
а/с |
а/с |
а/с при па- |
|
-f- A oii) |
д (Д а ч ) |
бф ! |
раллельной работе двух агрегатов также может быть найдена экспе риментально во всех режимах при постоянной нагрузке. Наиболее просто она определяется в режиме холостого хода.
Чтобы найти |
а/с |
необходимо изменить уставку того |
агрегата, |
по приращению |
дф |
|
частная |
частоты вращения которого определяется |
производная. После фиксации полученного значения частоты /с, обу словленного измененным значением уставки, производится рассин хронизация агрегатов и замеряется новое значение уставки. Отно шение приращения частоты сети к обусловившему это приращение изменению уставки и будет искомой величиной, т. е.
д /с __ |
Д /с |
__; fc fc |
(11.42) |
|
d<Pi |
Дфы |
Фш— Фхо ’ |
||
|
где /с и ср10 — начальное значение частоты сети и уставки агрегата; / с — частота сети, обусловленная измененным значением уставки фю-
Определение частных производных, связанных с изменением
э. д. с. дР1 |
или дР« |
и дРг |
|^или |
д Р „ |
Значение таких |
dEQl \ |
d £Q2 / |
6Eq2 |
\ |
dEQl |
|
производных может быть определено из известного выражения для электромагнитной мощности двух параллельно работающих FA:
|
=■2 |
|
|
|
Eq\ sin <xl |
■+ |
sin (S12 —a 12), |
|
4i |
||
|
|
г 12 |
|
|
E2 |
|
(11.43) |
P, |
|
EqiQ2 sin (6 12— a 21). |
|
CQ2 sin a 22 ‘ |
|||
|
|
|
Z 21 |
В соответствии с (11.43) частные производные, например для пер вого агрегата, будут
д Р 1 |
о E q i |
d E Q l |
z n |
|
д Р , |
|
dEq - 2 |
|
д Р i |
|
d6i2 |
- s in |
a u |
4 - 4 ^ 4 - s in |
(6 12— a 12) , |
(1 1 .4 4 ) |
|
|
г12 |
|
|
= 4 |
^ - |
s in (6 l2 — a 12), |
(1 1 .4 5 ) |
|
Z12 |
|
|
|
|
= |
z \2 |
cos (6 l2 — |
a 12). |
(1 1 .4 6 ) |
|
|
|
|
В у р а в н е н и я х |
(11.43) — (11 .4 6 ) |
з н а ч е н и я г Х1; |
z 22; z 12; ® l li ®2 2> |
а 12 определяются |
на основании |
эквивалентной |
Т-образной схемы |
52