Регулирующая автоматика. АРВ синхронных машин. Генератор, как объект регулирования

РЕГУЛИРУЮЩАЯ  АВТОМАТИКА

АРВ синхронных машин

Назначение:

·  Повышение устойчивости параллельной работы отдельных  генераторов между собой  и всей системы в целом.

·  Поддержание напряжения у потребителей на требуемом уровне.

·  Ускорение восстановления нормального режима  при самозапуске после отключения КЗ.

Различают два принципа построения АРВ

1.  АРВ пропорционального действия (АРВ)

2.  АРВ сильного действия (АРВ СД)

В АРВ пропорционального действия в качестве управляющих воздействий используется отклонение тока и напряжения от заданных уставок. В АРВ СД в качестве управляющих воздействий используется отклонение тока, напряжения и частоты, а также производные от этих параметров. АРВ СД, как объект управления, оказывает на систему возбуждения генератора более сильное (интенсивное) воздействие по сравнению с АРВ. АРВ СД позволяет предвидеть переходной процесс  и вовремя подавать управляющие сигналы. Они на порядок быстродействующей, следовательно, должны применяться на генераторах с быстродействующими системами возбуждения (мощные генераторы с тирристорными системами возбуждения)

Генератор, как объект регулирования.

Обмотка   генератора

АРВ

                                                                          

Uген

Входом объекта (генератора) является обмотка возбуждения возбудителя, т.е. выходной сигнал АРВ воздействует на ток возбуждения возбудителя. Выходом объекта являются  выходные зажимы генератора.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

Uген = Eген  только в режиме холостого хода.

При нагруженном генераторе

Uг < Eг – при активно-индуктивной нагрузке

Uг > Eг – при емкостной нагрузке

Uг = Eг – j*Xd*Iг 

Iг, Xd – постоянные величины

 - угол между Iг и Uг                                                          

  

 = 0, cos = 1 - чисто активная нагрузка          

                                                                                                                                                                                  

 = 90, cos = 0 - чисто индуктивная нагрузка

  при индуктивной нагрузке больше, чем при активной        

Из диаграмм видно, что возмущающим фактором является не только Iген, но и характер нагрузки (cos)  

Релейные устройства быстродействующей форсировки возбуждения (УБФ) и расфорсировки.

При падении напряжения обусловленного внешним КЗ или самозапуском мощных двигателей срабатывает реле минимального напряжения и скачкообразно меняет ток возбуждения и поднимает напряжение на возбудителе до потолочного значения.

 - сопротивление ротора в нагретом состоянии

=1.05 – 1.1  (РН - 54)

=1.1

При снижении напряжения ниже уставки срабатывает реле KV1, контактами KV1 запитывается реле KM1, которое своими контактами KM1 шунтирует часть сопротивления R  и обеспечивает увеличение напряжения до потолочного значения.

В реальных схемах ставят последовательно два реле напряжения, которые включены на разные напряжения фаз, или применяют пуск от фильтров реле напряжения прямой последовательности, которые обеспечивают гарантированный пуск при всех видах удаленных КЗ.

На гидрогенераторах предусмотрено устройство расфорсировки т.к. в следствии большой инерционности возможно увеличение частоты на 30%, следовательно произойдет недопустимое увеличение напряжения. 

КМ2 – вводит добавочное сопротивление, и ограничивает Iв

В цепь вводят контрольное реле действующее с выдержкой времени и ограничивающее длительность форсировки.

Компаундирование возбуждения генераторов

Ток в ОВВ (LE) равен сумме токов Iв и Iк.

Iк – получают пропорциональным Iг

к – зависит от  и

Недостаток:

Для получения необходимого тока  от ТА требуется большая мощность, и при КЗ ТА могут насытится, следовательно для АРВ выделяется отдельная группа ТА на которые больше ничего не подключается.

Нагрузочные характеристики

------  без компаундирования

                                           с компаундированием

Из характеристик видно, что обеспечить постоянный уровень напряжения не возможно т.к. есть не линейные элементы и зависимость U от I не линейна. При неизменном Iк зависимость меняется из-за . До тока Iпк компаундирование не вступает в действие т.к. диодный мост будет закрыт пока  не станет больше  этот ток называют порогом компаундирования. Этот недостаток можно устранить, если осуществить суммирование не токов ОВВ и компаундирования, а потоков, но для этого необходимо иметь дополнительную ОВВ (на рисунке показана пунктирной линией).

Электромагнитный корректор напряжения

Корректор напряжения осуществляет сравнение регулируемого напряжения с опорным, определение знака отклонения и выработку управляющих сигналов  на изменение тока возбуждения возбудителя