Влияние неидентичности параметров каналов генерирования электроэнергии постоянного тока на распределение нагрузки

Страницы работы

Содержание работы

6.7. Влияние неидентичности параметров каналов генерирования электроэнергии постоянного тока на распределение нагрузки

На параллельную работу включают генераторы с регуляторами, все параметры которых одинаковы. Однако в процессе монтажа и эксплуатации системы электроснабжения сопротивления участков в плюсовой цепи генераторов и балластные сопротивления вследст­вие ухудшения контактных соединений могут изменяться. Изме­няться может и настройка регуляторов напряжения.

Влияние неидентичности параметров каналов генерировании оценим на примере параллельной работы n однотипных генерато­ров. В общем случае при неравенстве напряжений генераторов, на которые настроены регуляторы до включения их на параллельную работу,  т. е.  при U01 ≠ U02 ≠ … ≠ U0n,  при неравенстве сопротивлени всех соединительных проводов как «плюсовых», так и «ми­нусовых» цепей, т. е. при

R+1 ≠ R+2 ≠ … ≠ R+n;     Rб1 ≠ Rб2 ≠ … ≠ Rбn

и при неодинаковых сопротивлениях уравнительных обмоток

             Ry1 ≠ Ry2 ≠ … ≠ Ryn,

распределение общей нагрузки между генераторами можно найти путем решения 2n уравнений относительно токов генераторов I1, …, In и уравнительных токов IУ1, ..., Iуn.

Наибольший интерес представляет не общее решение задачи, а частный случай, когда U02 = U03 = ... = U0n = U`0, a U01>>U0. При этом генератор, имеющий несколько большее напряже­ние, может недопустимо перегрузиться, в то время как остальные генераторы будут работать с недогрузкой. Если принять, что

,

то распределение нагрузки в такой системе можно найти, рассматривая параллельную работу n генераторов как работу двух генераторов различной мощности: генератора с напряжением наст­ройки регулятора U01, током I1, сопротивлениями плюсового и минусового плеч R+1 и Rб1, сопротивлением уравнительной обмотки Rу1 и другого генератора с мощностью, в (n - 1) раз большей, чем первого, с напряжением настройки регулятора U00, током I0 = I0(n-1), где Iо — ток одного из (n — 1) генераторов, сопротивлениями плеч плюсовой и минусовой цепей, соответственно равными R'+0 = R+0/(n — 1) и R'бо=R(n — 1), сопротивлением уравнительной обмотки R'уо = Ryо/(n — 1) и сопротивлением работе: обмотки электромагнита R'э = Rэ/(n — 1).

Для астатической настройки регулятора напряжения результирующая м. д. с. его рабочей ωя и уравнительной ωу обмоток для установившихся режимов постоянна. Для первого генератора

где U1 — напряжение на зажимах первого генератора.

Для второго генератора (эквивалентного)

Так как

 где

то

Если обозначить (ωyэ) Ra = α, то

                                                                      (6.35)

                                                           (6.36)

где α характеризует чувствительность регулятора напряжения к изменению тока в уравнительной обмотке.

Напряжение на общей шине генераторов

                                          (6.37)

Согласно второму закону Кирхгофа для контура уравнительных рей справедливо соотношение

          (6.38)

В качестве характеристики неравномерности распределения на­грузки между генераторами В. С. Кулебакиным было введено по­нятие поперечного тока Iq для n параллельно работающих генераторов:

Iq = I1 – Iнагр / n,                                                                    (6.39)

т. е. ток первого генератора отличается от среднего тока нагрузки Iнагр / n на величину Iq.

Ток каждого из (n-1) генераторов отличается от среднего значения тока на величину

                                                          (6.40)

Таким образом,

                                                                            (6.41)

                                                                  (6.42)

Естественно, что

                                                                          (6.43)

Из уравнений (6.35) — (6.43) можно найти

                    (6.44)

где     

Из выражения (6.44) следует, что равномерное распределение нагрузки, не зависящее от ее значения, возможно только при усло­виях:

  U01 = U00; R+1 = R+0; Rб1 = Rб0.                                                   (6.45)

При   этом Iq = 0, I1 = Iо   и,   следовательно,   I1 = I2 = ... = In.

Для двух параллельно работающих генераторов (n = 2) фор­мула (6.44) приобретает вид

                          (6.46)

Невыполнение любого из условий приводит к неравномерному распределению нагрузки между генераторами, а следовательно, к нарушению нормальной работы системы электроснабжения.

Для выяснения влияния отдельных факторов на характер рас­пределения нагрузки между генераторами рассмотрим несколько частных случаев.

1. Влияние неравенства напряжений настройки регуляторов на распределение нагрузки между генераторами (U01 > U02; Rб1 = Rб2 = Rб; R+1 = R+2 = R+; Ry1 = Ry2 = Ry). Одной из на­иболее вероятных в условиях эксплуатации причин, вызывающих неравномерное распределение нагрузки между генераторами, рабо­тающими на общую сеть, является неравенство напряжений, под­держиваемых регуляторами вследствие ошибок при первоначальной настройке регуляторов, влияния изменяющихся температурных ус­ловий и несовершенства температурной компенсации; расстройки регуляторов в процессе работы; неполного соответствия характе­ристик совместно работающих регуляторов напряжения. При условиях U01 > U02; Rб1 = Rб2; R+1 = R+2; Ry1 = Ry2 из (6.46) следует, что

                                 (6.47)

Если   уравнительную   цепь   разомкнуть, т. е. считать, что то

                                                              (6.48)

Рис. 6.18. Зависимость токов генераторов от тока нагрузки

Похожие материалы

Информация о работе