Расчет устойчивости и качества работы системы автоматического регулирования напряжения синхронного генератора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра Электрические станции
Курсовая работа
на тему:
,,Расчет устойчивости и качества работы системы автоматического регулирования напряжения синхронного генератора
Выполнил: Шевалдин М.А.
Проверил: Румянцев В.Ю.
Минск 2007
Содержание
Введение. Назначение САР и требования к ней
. Математическая модель системы
.1 Краткое описание системы. Функциональная схема. Назначение и функции отдельных элементов
.2 Линеарнизация и приведение САР к безразмерному виду
.3 Структурная схема САР. Передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы. Характеристическое уравнение исходной системы
. Анализ системы
.1 Проверка устойчивости исходной замкнутой системы (критерий Михайлова)
.2 Определение предельного коэффициента усиления системы по условиям устойчивости (критерий Гурвица)
.3.Определение характеристик САР с учетом запаса по модулю (критерий Найквиста)
.4 Показатели качества исходной системы
. Коррекция системы
.1 Синтез корректирующего устройства методом ЛАЧХ
.2 Выделение областей устойчивости (D-разбиение)
.3 Настройка параметров САР на заданные показатели качества
Вывод
Литература
Введение. Назначение САР и требования к ней
Автоматизация электрической части станций и подстанций выполняется в соответствии с принципами, общими для всех отраслей народного хозяйства. Однако технологический процесс выработки, передачи и распределения электрической энергии имеет ряд особенностей, накладывающих определенные отпечатки на устройства автоматики. Этими особенностями являются:
огромные количества вырабатываемой и передаваемой энергии в течение длительного времени;
непрерывность процесса выработки, передачи, распределения и потребления электрической энергии;
большие скорости протекания процессов при различного рода нарушениях состояния системы выработки, передачи и распределения электроэнергии.
Мощность электрических станций, потока мощности в линиях электропередачи в настоящее время составляют сотни и тысячи мегаватт, длительность их непрерывной работы - тысячи часов, при этом в электроэнергетической системе отсутствуют достаточно емкие аккумулирующие устройства. То количество энергии, которое вырабатывается в данный момент времени, должно практически в этот же момент времени и потребляться. В случае нарушения элементов технологической цепи между генераторами электростанций и потребителями в месте нарушения и других элементах системы выделяются огромные количества энергии в виде тепла. Они могут привести к тяжелым повреждениям оборудования и полному расстройству технологического процесса в течении промежутков времени, исчисляемыми десятыми, а иногда и сотыми долями секунды. Внезапное прекращение подачи электроэнергии потребителям приводит к расстройству их производственных процессов, нарушению условий труда, вплоть до порчи продукции, оборудования, человеческих жертв. Все это обуславливает разнообразие средств автоматизации, повышенные требования к их быстродействию и надежности.
Устройства автоматизации должны обеспечивать должные качественные показатели электрической энергии (напряжение, частота) и экономичность работы энергосистемы (активные и реактивные мощности). Данные устройства осуществляют автоматическое регулирование этих величин, воздействуя на системы возбуждения генераторов и на устройства управления количеством энергоносителей (пар, вода) первичных двигателей.
Рассматриваемая система автоматического регулирования напряжения служит для поддержания напряжения на выводах генератора на заданном уровне. Система должна отвечать требованиям устойчивости, а также точности регулирования. Принципиальная схема представлена на рисунке 1.
Рис. 1 Принципиальная схема системы автоматического регулирования напряжения синхронного генератора
1. Математическая модель системы
.1 Краткое описание системы. Функциональная схема. Назначение и функции отдельных элементов
Опишем систему, принципиальная схема которой представлена на Рис.1. ЭДС обмотки статора генератора СГ определяется силой тока в его обмотке возбуждения ОВГ. Напряжение на выводах обмотки статора меньше ЭДС из-за падения напряжения на сопротивлении генератора от тока нагрузки , являющегося возмущающим воздействием. Ток возбуждения генератора зависит от напряжения возбудителя , которое определяется магнитным потоком, создаваемым токами и в обмотках возбуждения возбудителя ОВВ1 и ОВВ2. Ток является регулирующим воздействием, обусловливающим изменение тока возбуждения генератора для компенсации изменения напряжения на его выводах, вызванного изменением тока нагрузки.
Автоматический регулятор состоит из потенциометра R, к которому подводится вторичное напряжение трансформатора напряжения генератора ТН, измерительного органа ИО и усилителя мощности УМ с выходом постоянного тока. Измерительный орган выявляет величину и знак отклонения напряжения на его входе от заданного значения и вырабатывает сигнал, пропорциональный величине этого отклонения . Усилитель мощности вырабатывает постоянный ток , кото