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