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

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

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)

 

дб12)

=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,

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