Mustang: Описание алгоритмов и моделей

Признаком задания СК в программе MUSTANG является cosφ_ном=0.

Синхронный двигатель (СД).

Уравнения СД отличаются от уравнений генератора следующим:

1) вместо слагаемого Р_T/(1+s) в уравнении движения ротора используется уравнение для момента сопротивления СД:

(c учетом дополнительного момента трогания М_трог)

где:

m_ст               -статический момент сопротивления,

Р_норм             -активная мощность в исходном режиме [МВт],

2) выбег ротора СД ограничивается условием: ω_R больше или равно нулю,

3) в модели с учетом электромагнитных переходных процессов в роторе приближенно учитывается вытеснение тока в демпферных контурах СД. Последнее осуществляется заменой в уравнениях СМ величин T"_d0и T"_q0 на T"_d0/К и T"_q0/К, соответственно. Большей степени вытеснения тока соответствует увеличение коэффициента вытеснения тока К. В общем случае К = К(s'), где: s' = s_U - s.

Значения К определяются на основании информации об асинхронной характеристике СД: М_ас = f(s) при U = U_ном.

Если характеристика М_ас(s) не задана, то К = 1.

Если задан только пусковой момент М_ас(100%), то

здесь:

m_П                          кратность пускового момента СД по отношению к его номинальному моменту,

s_р                          расчетное скольжение, которое либо задается, либо по умолчанию принимается равным,

Если характеристика М_ас(s) задана для ряда значений s, то коэффициенты К(s) выбираются так, чтобы получить наилучшее возможное приближение асинхронной характеристики в математической модели СД

к заданным значениям М_ас(s) c линейной интерполяцией К(s) в промежуточных точках.

На экран выдаются рассчитанные значения К и те значения М_ас(s), которые соответствуют этим К.

Примечания:

1.  Значения К < 1 при заданной асинхронной характеристике свидетельствуют о неудачно заданных Т"_d0 и Т"_q0. Если рассчитанные значения М_ас(s) существенно меньше заданных, то это обычно свидетельствует о завышенном значении Х" или о неудачно заданных Т"_d0 и Т"_q0,

2.  Задание М_ас(s) с определением коэффициентов К требуется только для расчетов асинхронных режимов возбуждённых или невозбуждённых СД (после нарушения их устойчивости или при пуске СД).

2.1.2. Системы возбуждения и АРВ.

Уравнения системы возбуждения (СВ) и уравнения АРВ образуют единый блок и основаны на следующих допущениях:

1)  малые постоянные времени в СВ и АРВ не учитываются или учитываются упрощенно,

2)  не учитывается ряд второстепенных эффектов: нелинейность передаточных функций (эти функции заменяются на линейные с ограничениями), кратковременное снижение E_qe при близком к.з. в высокочастотной СВ (соответственно, увеличивается постоянная времени СВ) и другие,

3)  упрощенно записываются уравнения высокочастотной СВ и блока сильной стабилизации (БСС),

4)  упрощенно учитывается действие ограничителя минимального возбуждения (ОМВ),

5)  при описании СВ и АРВ вместо тока i_f в обмотке возбуждения используется э.д.с. Eq.

Уравнения составлены таким образом, что они пригодны для описания всех существующих СВ и АРВ (при условии соответствующего задания параметров).Предусмотрена возможность моделирования следующих типов СВ генераторов и СК:

тип 1:          независимое тиристорное возбуждение, или тиристорная система возбуждения с сериесными трансформаторами, или бесщеточная СВ с вращающимися тиристорами; АРВ сильного действия (АРВСД);

тип 2:          тиристорное самовозбуждение без сериесных трансформаторов; АРВСД;

тип 3:                    бесщёточная СВ с вращающимися диодами; АРВСД;

тип 4:          высокочастотная СВ без блока сильной стабилизации (БСС); АРВ типа корректора напряжения;

тип 5:                    то же, но с БСС;

тип 6:          электромашинное возбуждение с возбудителем постоянного тока; компаундирование и корректор напряжения; релейная форсировка напряжения;

тип 0:                    отсутствие АРВ, E_qe = const.

Предусмотрена возможность управления действием АРВ от автоматики и моделирование ряда отказов АРВ и СВ (см. ниже).

Уравнения СВ и АРВ генераторов и СК:

где:

Δu_РВ                                     выходной сигнал первого сумматора сигналов АРВ,

K_0U, K_1U, K_1if, K_0f, K_1f         коэффициенты регулирования,

U₀                                        уставка АРВ по напряжению, равная напряжению генератора в исходном режиме,

α                                          коэффициент, позволяющий учесть изменение уставки по напряжению в корректорах напряжения от частоты,

s_Ut                                        скольжение вектора напряжения  используемое для формирования сигнала по отклонению частоты от предшествующего значения:

T_f                                         постоянная времени в канале отклонения частоты,

U_доп.1                                    дополнительный сигнал, позволяющий обеспечить специфическое воздействие на работу АРВ (от противоаварийной автоматики, или при моделировании неправильной работы АРВ); управление величиной U_доп.1 осуществляется дискретно: значение U_доп.1, введенное по правилам моделирования противоаварийной автоматики, сохраняется до нового управления;

E_qe0                                      э.д.с. возбуждения в исходном режиме:

u_PВmin, u_РВmaxограничения входного сигнала Δu_РВ на АРВ.

где:

T_РВпостоянная времени, собственно, регулятора возбуждения,

Δu_P        выходной сигнал АРВ.

где:

K_I, K_if            коэффициенты регулирования,

ΔU_f                сигнал на форсировку и расфорсировку возбуждения:

К_ПР                          признак ввода форсировки или расфорсировки возбуждения (К_ПР=1) или отсутствия ввода форсировки или расфорсировки возбуждения (К_ПР=0),

U_ВФ                напряжение ввода форсировки возбуждения,

U_СФ                напряжение снятия форсировки возбуждения,

U_ВРФ               напряжение ввода расфорсировки возбуждения,

U_СРФ              напряжение снятия расфорсировки возбуждения,

К_РФ                кратность сигнала на расфорсировку возбуждения,

U_доп.2              дополнительнй  входной сигнал (аналогично U_доп.1).

где:

Т_В              постоянная времени СВ,

К_ТВ                       кратность увеличения постоянной времени СВ при действии БСС,

U_КР                      наименьшее значение при котором блокируется действие БСС,

E_qemin, E_qemaxзначения э.д.с. E_qe, соответствующие ограничениям напряжения возбуждения,

E_qmin, E_qmax                               значения э.д.с. E_q, соответствующие ограничениям тока возбуждения (ОМВ и потолок возбуждения),

E_qe1            э.д.с. равная E_qe, для всех СВ, кроме типа 2; в случае типа 2 э.д.с. E_qe1 соответствует напряжению возбуждения, которое было бы при U=U₀:

Предусмотрена возможность управления величиной E_qemax и E_qemin аналогично управлению величинами U_доп.1 и U _доп.2.  Например, при потере возбуждения E_qemax = E_qemin = 0. При действии ограничителя перегрузки ротора (ОП): E_qemax=(0.9¸1.0)´E_qном.

Коэффициенты регулирования задаются в системе относительных единиц