Определение предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости при установке на генераторе G1 регулятора возбуждения пропорционального действия.

В генераторах, ток возбуждения которых не регулируется, э.д.с. при любых медленных изменениях режима остаётся постоянной. Регуляторы пропорционального действия обеспечивают регулирование тока возбуждения так, что э.д.с. поддерживается неизменной, при этом предельное значение мощности получается на 30-60% выше, чем при постоянном токе возбуждения [2].

Мощность явнополюсной машины, выраженная через э.д.с. может быть определена:

Из данного выражения видно, что угловая характеристика мощности является несимметричной, поэтому для нахождения угла , при котором будет наступать максимум передаваемой мощности, следует найти производную от по углу и приравнять её нулю.

Уравнение … целесообразно преобразовать и привести к форме квадратного уравнения, которое имеет простое решение. Для этого, обозначив получим квадратное уравнение

Решение данного квадратного уравнения представляется в виде:

Предел передаваемой мощности определяется по формуле:

 

Коэффициент запаса статической устойчивости определяется по формуле:

4.2 Определение коэффициента запаса статической устойчивости при установке на генераторе G₁ регулятора возбуждения сильного действия

Регулятор сильного действия учитывается также упрощенно, как и регулятор пропорционального действия. Особенность его заключается в том, что он обеспечивает регулирование тока возбуждения таким образом, что напряжение на зажимах генератора поддерживается неизменным. Поэтому определение предела передаваемой мощности производится через напряжение генератора:

Из векторной диаграммы следует:

где:

где:

Из выражения видно, что угловая характеристика мощности является несимметричной, поэтому для нахождения угла , при котором будет наступать максимум передаваемой мощности, следует найти производную от по углу и приравнять её нулю.

Уравнение … целесообразно преобразовать и привести к форме квадратного уравнения, которое имеет простое решение. Для этого, обозначив получим квадратное уравнение

Решение данного квадратного уравнения представляется в виде:

Предел передаваемой мощности определяется по формуле:

Коэффициент запаса статической устойчивости определяется по формуле:

Вывод: проведённый расчёт показал, что регулятор возбуждения сильного действия обеспечивает больший предел передаваемой мощности (запас статической устойчивости), чем регулятор пропорционального действия, т.к. при установке регулятора пропорционального действия э.д.с. при изменениях параметров режима. При использовании регулятора сильного действия увеличивается (так как увеличивается ) при утяжелении режима, поддерживая постоянство напряжения на шинах генератора или на шинах ВН трансформатора, и увеличивая предел передаваемой мощности.

 

Анализ зависимостей

5.1 Анализ зависимостей

Для анализа зависимостей кривые удобнее всего построить на одном рисунке в одинаковом масштабе. Эти кривые будут иметь наибольшие значения при различных углах. Расчёт и построение проводится в редакторе MS Excel. Результаты представлены в таблице 1 и на рис.7.

 

 

Таблица 1

 

δ, град	Pнеявн.	Pявн.	Р0	Рс рег п.д	Pc рег с.д.
	0, 000	0, 000	0, 215	0, 000	0, 000
	0, 063	0, 074	0, 215	0, 070	0, 060
	0, 125	0, 144	0, 215	0, 140	0, 123
	0, 183	0, 208	0, 215	0, 208	0, 190
	0, 235	0, 264	0, 215	0, 273	0, 263
	0, 280	0, 309	0, 215	0, 334	0, 340
	0, 316	0, 341	0, 215	0, 388	0, 419
	0, 343	0, 361	0, 215	0, 434	0, 497
	0, 359	0, 368	0, 215	0, 469	0, 567
80, 09	0, 360	0, 368	0, 215	0, 471	0, 572
	0, 365	0, 363	0, 215	0, 492	0, 625
	0, 360	0, 347	0, 215	0, 500	0, 663
100, 48	0, 359	0, 347	0, 215	0, 500	0, 664
	0, 343	0, 321	0, 215	0, 491	0, 678
110, 85	0, 343	0, 321	0, 215	0, 490	0, 678
	0, 316	0, 288	0, 215	0, 464	0, 663
	0, 280	0, 248	0, 215	0, 420	0, 618
	0, 235	0, 203	0, 215	0, 360	0, 541
	0, 183	0, 155	0, 215	0, 284	0, 435
	0, 125	0, 104	0, 215	0, 197	0, 304
	0, 063	0, 052	0, 215	0, 100	0, 157
	0, 000	0, 000	0, 215	0, 000	0, 000

рис.7 Зависимости (угловые характеристики)

Вывод:

1. Предельный угол электропередачи содержащей явнополюсную машину меньше 90 градусов, а амплитуда мощности больше амплитуды мощности электропередачи содержащей неявнополюсную машину. Разница в предельных углах и мощностях объясняется тем, что выражение мощности электропередачи содержащей явнополюсную машину помимо синусоидальной составляющей содержит составляющую двойного угла. Наличие этой составляющей сдвигает предельный угол в сторону уменьшения угла и увеличивает амплитуду мощности.

2. При наличии регулирования возбуждения сдвиг вершины угловой характеристики обусловлен отрицательным знаком составляющей двойного угла, причём для электропередачи с установкой регулятора возбуждения сильного действия значение предельного угла больше, чем для электропередачи с регулятором возбуждения сильного действия вследствие равенства нулю продольной составляющей сопротивления генератора при поддержании постоянства напряжения на его шинах.

3. Регулятор возбуждения сильного действия обеспечивает больший предел передаваемой мощности (запас статической устойчивости), чем регулятор пропорционального действия, т.к. при установке регулятора пропорционального действия э.д.с. при изменениях параметров режима. При использовании регулятора сильного действия увеличивается (так как увеличивается ) при утяжелении режима, поддерживая постоянство напряжения на шинах генератора или на шинах ВН трансформатора, и увеличивая предел передаваемой мощности.

 

5.2 Анализ зависимости

Задаваясь различными значениями , можно определить по выражению величину реактивной мощности для каждого значения , а, следовательно, и . Зная , для каждого значения , можно определить предельное значение мощности и коэффициент запаса. Рекомендуется изменять от 1 до 0, 6 с интервалом 0, 1, как при отставании тока, так и при опережении тока. Расчёт и построение проводится в редакторе MS Excel. Результаты представлены в таблице 1а и на рис.8.

 

 

Таблица 1а

cosφ	φ º	Q	EQ	Pпр	КЗ
0, 6	53, 13	0, 286	3, 66	0, 466	1, 167
0, 7	45, 57	0, 219	3, 202	0, 407	0, 89
0, 8	36, 87	0, 161	2, 83	0, 36	0, 62
0, 9	25, 84	0, 104	2, 48	0, 315	0, 365
			1, 36	0, 22	0, 123

 

Вывод: увеличение приводит к снижению коэффициента запаса статической устойчивости, которое обусловлено снижением э.д.с. гидрогенератора и предела передаваемой мощности. Однако снижение (увеличение передачи реактивной мощности) для увеличения коэффициента запаса оказывается экономически неэффективным, т.к. при росте реактивной мощности увеличиваются потери активной мощности в ЛЭП. ( , т.е. при снижении потери активной мощности будут расти по квадратичной зависимости). В связи с этим наиболее выгодным является передача мощности в системе при близком к единице. А статическую устойчивость обеспечивать другими средствами, такими, как:

· применение сопротивлений, заземляющих нейтраль трансформатора (для повышения устойчивости при несимметричных к.з.);

· применение установок для электрического торможения генератора во время аварии (для повышения устойчивости при симметричных КЗ);

· применение специальных устройств регулирования турбин и др.

 

рис.8 Зависимость

5.3 Анализ зависимости

Согласно выражению:

, где:

Уменьшение приведёт к увеличению , а увеличение приведёт к уменьшению . Следует учесть, что при изменении изменится и . Поэтому зависимость , а, следовательно, и . Для анализа зависимости достаточно взять 5 значений . Расчёт и построение проводится в редакторе MS Excel. Результаты представлены в таблице 2 и на рис.9

 

Таблица 2

Xd	Хс	Xd∑	Eq	Рпр	Кз
	1, 858	5, 191	2, 197	0, 423	0, 967
	1, 858	6, 525	2, 544	0, 389	0, 809
	1, 858	7, 858	2, 895	0, 368	0, 711
	1, 858	9, 191	3, 25	0, 353	0, 642
	1, 858	10, 525	3, 608	0, 343	0, 595

 

Вывод: снижение реактивного сопротивления генератора по продольной оси ведёт к увеличению коэффициента запаса статической устойчивости. Однако эта мера также является экономически неэффективной, т.к. ведёт к значительному удорожанию генераторов. Для исключения влияния продольной составляющей на запас статической устойчивости применяются генераторы с АРВ сильного действия, которые исключают .

 

рис.9 Зависимость

5.4 Анализ зависимости

Для анализа зависимости следует для упрощения расчёта принять за базисное напряжение не напряжение системы равное 115кВ, а номинальное напряжение линии. Допустив, что трансформаторы работают со средними коэффициентами:

тогда:

Из приведённых выражений видно, что и , выраженные в относительных единицах, не зависят от номинального напряжения в линии, в то время как сопротивление линии , обратно пропорционально квадрату этого напряжения. Для удобства обозначим сопротивления, независимые от напряжения, буквой . Поскольку и в течение расчёта остаются постоянными, то их произведение обозначим буквой . Тогда выражение для предельной мощности запишется в виде:

Задаваясь различными значениями , можно проследить за изменением , и, следовательно, выявить зависимость . Расчёт и построение проводится в редакторе MS Excel. Результаты представлены в таблице 3 и на рис.10

Таблица 3

Uлн	Xd∑	Eq	РПР	Кз
	6, 867	2, 634	0, 384	0, 693
	5, 084	2, 169	0, 426	0, 981
	4, 754	2, 085	0, 438	1, 037
	4, 605	2, 047	0, 444	1, 065
	4, 49	2, 018	0, 449	1, 088

 

Вывод:

1. Повышение номинального напряжения линии приводит к снижению сопротивления за счёт снижения сопротивления собственно линии, и, следовательно, повышению предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости. Повышение номинального напряжения линии также ведёт к снижению потерь напряжения в линии, что, в свою очередь, также ведёт к повышению предела передаваемой мощности по линии и увеличению запаса статической устойчивости.

 

рис.10 Зависимость

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: