Модель турбоагрегату з урахуванням дії регулятора збудження

7 МОДЕЛЬ ТУРБОАГРЕГАТУ З УРАХУВАННЯМ ДІЇ РЕГУЛЯТОРА ЗБУДЖЕННЯ

7.1 Математична модель АРЗ пропорційної дії

Основна вимога до моделі АРЗ - правильний облік впливу АРЗ на перехідні процеси, у моделі повинні бути відтворені [14]:

1) форсування й расфорсирование збудження;

2) обмеження значень струмів збудження зверху й знизу;

3) регулювання ступеня демпфірування електромеханічних коливаньй ін.

Обмеження струму збудження зверху викликано перегрівом обмотки збудження. Величина перевантаження обмотки збудження характеризується системою охолодження синхронного генератора (СГ). Обмеження струму збудження знизу викликається двома факторами:

1) для забезпечення необхідного запасу стійкості;

2) перегрівом обмотки збудження через збільшення споживання реактивного струму синхронною машиною.

Закон регулювання збудження для регулятора збудження пропорційного типу можна представити в наступному виді:

                                       (7.1)

де    уставка АРЗ по напрузі;

- коефіцієнт регулюванняпо відхиленню напруги;

- постійна складова напруги СГ;

- напруга на виводах генератора.

Відхилення напруги  на виводах генератора від заданого  викликає збільшення (зменшення) напруги  збудження  в коефіцієнт підсилення раз.

Зміна напруги збудження викликає зміна струму збудження за законом аперіодичної ланки, тобто:

                                                   ,                                             (7.2)

Зміна струму збудження викликає зміна ЕРС Х.X. генератора відповідно до характеристики XX. Апроксимуємо характеристику X.X. вираженням:

,                                                      (7.3)

де коефіцієнти a й b можуть бути знайдені по заданій кривій X.X.

У сталому (вихідному) режимі при наближених розрахунках початкова напруга обмотки збудження розраховуємо по формулі:

,                                                        (7.4)

де   - активний опір обмотки збудження.

У першому наближенні не будемо враховувати криву Х.Х., тобто залежність між ЕРС і струмом збудження постійна :

,                                                     (7.5)

де   - ЕРС вихідного режиму.

,                                   (7.6)

де   -активна складова напруги;

-реактивна складова напруги, де    наведені в розділі 3.1

Рисунок 7.1 - Векторна діаграма для визначення

                                             (7.7)

У вихідному режимі напруга на шинах генератора повинне відповідати:

,                             (7.8)

де  

Таким чином, математична модель АРЗ пропорційної дії й збудника може бути описана системою рівнянь:

                                                                              (5.9)

Рисунок 7.2 - Структурна схема АРЗ пропорційної дії

7.2 Моделювання АРЗ пропорційної дії

Рисунок 7.3 - Реалізація АРЗ пропорційної дії в пакеті Matlab