Разработка регулятора синхронного компенсатора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
напряжения AUni и его производной dUm/dt.
Задачами второго регулятора АРВ-q являются: удержание СК в режиме искусственной устойчивости при положении ротора по продольной оси и отрицательном, не ограничиваемом условием (2.7) равенства отрицательного электромагнитного и положительного реактивного вращающих моментов, токе возбуждения Ibd; предотвращение самораскачивания ротора и демпфирование его колебаний и поддержание, как указывалось, угла ??05. Поэтому регулирующее воздействие Uperq формируется ПД-регулятором, функционирующим по отклонениям угла ?? от ? = 0 и по его первой и второй производным.
Таким образом, достигается полное использование синхронных компенсаторов не только в режиме генерирования, но и потребления реактивной мощности, причем возможна даже кратковременная, ограниченная лишь термической стойкостью форсировка СК по реактивной мощности. Повышение скорости набора реактивной нагрузки и снижение инерционности СК с поперечной обмоткой ротора достигается частичной компенсацией его переходного сопротивления X'd конденсаторами, включаемыми в цепь статора.
В нашем случае объектом управления является синхронный компенсатор типа КСВБО 100-11У1 с водородным охлаждением, прошедший модернизацию в 2010г. ( установлен в г.Ногинск, Московской области) [2]. В процессе модернизации была изменена магнитная система ротора- убрана отрицательная обмотка возбуждения и добавлена поперечная обмотка.
Таблица 2.1 Технические данные синхронного компенсатора КСВБО 100-11У1
Мощность при опережающем токе, МВА100Мощность при отстающем токе, МВА82.5Напряжение, кВUш11Частота вращения, об/мин750Потери, кВт1350Избыточное давление, кПа200ВозбуждениеположительноеНапряжение, В195Ток, А1500отрицательноеНапряжение, В260Ток, А290Пусковые характеристики при 0,4UномIп/Iном2.0Мп/Мном0.20tп сек30Момент инерции ротора 103кг•м2J56.5Масса, 103кгстатора112ротора75общая230Индуктивные сопротивленияxd2.1x/d0.4x//d0.2xq0.21X00.1Постоянные времени, секTd09.5Ta1.8Tq0.06Td0.20Система охлажденияводороднаяВозбудитель (штатный)электромашинного типа ВТ-2100-3600Т3
3. Автоматические регуляторы возбуждения синхронных компенсаторов
3.1 Регулятор знакопеременного возбуждения
Основной особенностью автоматического регулятора знакопеременного возбуждения, обусловленной задачей обеспечения искусственной устойчивости СК в режиме потребления реактивной мощности, является его быстродействие и необходимость формирования сигнала по отклонению угла ? от значения, близкого к ?/2 [9]. Он применяется на СК с тиристорным бесщеточным возбуждением [10]. Реверсивный возбудитель состоит из двух встречно включенных тиристорных преобразователей. При безщеточном возбуждении обмотка ротора состоит из двух параллельных ветвей LG1, LG2 (рис. 3.1), каждая из которых подключена к вращающимся диодным выпрямителям VS1, VS2, питаемым от двух обращенных синхронных генераторов GE1, GE2. Генераторы имеют тиристорное возбуждение - тиристорные преобразователи VST1, VST2, подключенные через трансформатор Т к выводам СК. Тиристорные преобразователи в режиме выпрямления через устройства управления УУ1, УУ2 - формирователи импульсов токов iи.у включения тиристоров управляются положительным и отрицательным напряжением Uрег реверсивного автоматического регулятора. В режиме генерирования реактивной мощности напряжение Uрег положительно, возбуждение создается первым возбудителем - GEl, VS1, VST1. Оно пропорционально положительному отклонению напряжения Uш от предписанного ?U = Uш.пр - Uш и его производной в соответствии с характеристикой измерительного органа напряжения ИОН регулятора - f(Uш). При напряжении Uш >Uш.пр регулирующее воздействие Uper отрицательно. При этом VST1 закрывается и вступает в действие второй возбудитель - GE2, VS2, VST2, создающий отрицательное возбуждение. После достижения граничного режима по потребляемой реактивной мощности СК стремится к выпадению из синхронизма - его внутренний угол ? увеличивается. При достижении им значения ? > ?/4 начинается формирование сигнала измерительным органом угла ИОУ, характеристика которого U??=f(Uш) показана на рис. 3.2,б.
Рис.3.1. Функциональная схема автоматической системы регулирования возбуждения синхронного компенсатора с реверсивным безщеточным возбуждением
Рис.3.2. Характеристики измерительных органов: а - напряжения; б - угла; в - суммарная характеристика измерительной части; г - графики, иллюстрирующие формирование выходного напряжения измерительного органа угла автоматического регулятора знакопеременного возбуждения
При этом напряжение Uper пропорционально сумме сигналов измерительных органов U? = -U?u/max+ U?? (рис. 3.2,в). После достижения углом значения ? = ?/3 положительное напряжение U?? становится равным ограниченному абсолютному значению отрицательного напряжения | - U?u/max |, суммарное напряжение U? =0 (рис. 3.2,в). Соответственно снижается до нуля и регулирующее воздействие (Uper = 0). Синхронный компенсатор работает при отсутствии возбуждения с углом ? = ?/3. Потребляемая реактивная мощность согласно характеристике на рис. 2.1,в практически равна Qск.гр. Дальнейшее нарастание угла ? по мере выпадения СК из синхронизма обусловливает положительные напряжения U? и Uper (рис. 3,2,в). Снова вступает в действие первый возбудитель, создающий положительное возбуждение: выпадение из синхронизма СК прекращается, угол ? уменьшается. Но при ? = ?/3 напряжение Uper снижается до нуля и при дальнейшем уменьшении угла становится отрицательным. Начинает рабо?/p>