Разработка регулятора синхронного компенсатора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ать второй возбудитель, создающий отрицательное возбуждение, что приводит к возрастанию угла ?. Таким образом, благодаря знакопеременному возбуждению, компенсатор искусственно удерживается в синхронизме при угле ? ? ?/3 и потребляет реактивную мощность - Qск.гр.
Быстродействие измерительного органа угла обеспечивается принципом его действия. Напряжение U?? формируется запоминанием мгновенного значения синусоидального напряжения, например фазы А, статора иа путем заряда конденсатора в момент появления импульса иш от индукционного измерительного преобразователя (датчика) угла ИПУ (рис. 3.2,г).
Датчик угла положения ротора СК состоит из постоянного магнита с обмоткой (см. рис. 3.1), расположенного на статоре СК у торца вала ротора. На торце вала размещена пластина из магнитного материала, перекрывающая зазор между полюсами постоянного магнита в момент времени, смещающийся относительно момента перехода через нуль мгновенным значением напряжения иа с изменением угла ?. В момент перекрытия зазора между полюсами постоянного магнита в обмотке индуцируется импульс напряжения uи, положение которого на оси времени (в пределах первой четверти периода иа) определяется углом ?. Соответственно 1 раз за период изменяется напряжение U?? на запоминающем конденсаторе (рис. 3,2,г).
Измерительные органы напряжения ИОН, токов статора НОТ и возбуждения И0ТВ1, И0ТВ2 (регулятор не допускает длительной перегрузки СК) в полупроводниковом регуляторе выполнены на диодных элементах сравнения с 12-фазными выпрямителями и поэтому не содержат частотных фильтров.
3.2 Автоматические регуляторы возбуждения синхронных компенсаторов с поперечной обмоткой ротора
Реверсивное изменение возбуждения СК с дополнительной удерживающей обмоткой ротора, расположенной по поперечной его о.си, создается, как указывалось, двумя тиристорными возбудителями VST1, VST2 (рис. 3.3), состоящими каждый из двух встречно включенных тиристорных выпрямителей, подключенных через трансформатор Т к выводам обмоток статора, управляемых двумя автоматическими регуляторами возбуждения APB-d и APB-q.
Алгоритмы функционирования автоматических регуляторов определяются их назначением. Регулятор APB-d обеспечивает поддержание напряжения Uш на шинах путем изменений генерируемой или потребляемой СК реактивной мощности. На него возлагается и задача демпфирования качаний синхронных генераторов электростанций путем создания принужденных колебаний напряжения на шинах с частотой колебаний роторов генераторов с фазой, обеспечивающей эффективное их затухание.
Это достигается использованием сигнала по изменениям активной мощности ?'Р в линии электропередачи, формируемого реальным дифференцирующим звеном. Регулирующее воздействие Uper.d определяется суммой сигналов, отображающих отклонение напряжения ?U = Uпр - Uш, производной напряжения и изменения ?'Р мощности.
Рис. 3.3 Функциональная схема автоматической системы регулирования возбуждения синхронного компенсатора с поперечной обмоткой ротора.
В операторной форме алгоритм автоматического регулирования имеет следующий вид:
Uрег.d() = . (3.1)
Сигнал, формируемый по производной напряжения, является стабилизирующим автоматическую систему регулирования возбуждения по продольной оси - предотвращает ее переход в неустойчивое автоколебательное состояние из-за обычно весьма высоких значений коэффициента ku усиления сигнала по отклонению напряжения (ku > 100).
Алгоритм автоматического регулирования возбуждения по поперечной оси определяется его назначением, состоящим в удержании ротора в положении по продольной оси, т.е. при угле ? = 0, в режиме потребления реактивной мощности при отрицательном токе возбуждения Iвd в продольной обмотке возбуждения LGl и демпфирования колебаний ротора в режиме исскуственной устойчивости СК. Поэтому регулятором APB-q используются сигналы по отклонению угла ?? от ? = 0, его производной и отклонению (появлению) электромагнитного момента - активной мощности на валу СК. В операторном виде алгоритм автоматического регулирования
Uрег.q() = . (3.2)
Автоматические регуляторы APB-d и АРВ-q содержат соответствующие алгоритмам (3.1) и (3.2) измерительные органы (рис. 3.3): напряжения ИОН с дифференциатором AD1, активной мощности линии ИОАМ с реальным дифференциатором AD2; угла положения ротора ИОУ с дифференциатором AD2 и электромагнитного момента ИОЭМ на валу СК. Измерительные органы ИОАМ и ИОЭМ содержат измерительные преобразователи мощности линии ИПАМ1 и синхронного компенсатора ИПАМ2; их задающие элементы ЗЭ1, ЗЭ2 устанавливают сигналы, отображающие установленную передаваемую мощность по линии Рл.пр и мощность Рск.пр, определяемую главным образом его вентиляцией.
Измерительные части регуляторов выполняются на интегральных микросхемах: ИОН с использованием управляемых интеграторов AJ, как и в микросхемном аналоговом АРВ-СДП синхронных генераторов , а измерительный орган угла ИОУ - аналогично описанному измерительному органу автоматического регулятора знакопеременного возбуждения СК без поперечной обмотки (см. рис. 3.2).
После суммирования сигналов измерительных органов интегральными сумматорами AWl, AW2 исполнительными усилителями Al, А2 они преобразуются в регулирующие воздействия Uperd, Uperq на устройства управления УУ1-УУ4 тиристорами возбудителей через разделительные диоды: разнополярные напряжения Uperd и Uperq воздействуют на разные тиристорные выпрямите