2. Автоматические регуляторы возбуждения сильного действия (арв сд)

Назначение:

Применяются для повышения устойчивости параллельной работы генератора с энергосистемой при наличии протяженных и сильно загруженных линий связи. Кроме того, АРВ СД позволяет скомпенсировать неблагоприятное влияние на устойчивость увеличения значений X_d генераторов с непосредственным охлаждением обмоток.

АРВ СД оказывает на систему возбуждения более интенсивное (сильное) воздействие, чем АРВ пропорционального действия, т.к. эти регуляторы реагируют не только на отклонение, но и на производные (и ряд других параметров). Это дает возможность с опережением предсказывать тенденцию ПП и оказывать на систему возбуждения упреждающее воздействие. В АРВ СД различных типов используют отклонение по напряжению, производную от напряжения, первую и вторую производную тока статора.

Желательно иметь управляющее воздействие непосредственно по параметру, влияющему на устойчивость параллельной работы, т.е. на  и его производные. Для формирования сигнала пропорционального  необходимо передать параметры вектора напряжения с противоположного конца ЛЭП, а это связанно с телемеханикой. Надежную, непрерывную передачу этой информации тяжело осуществить.

Поскольку  и f взаимосвязаны (f, а f), следовательно иметь управляющее воздействие по параметру  проблематично, то в последних конструкциях АРВ СД чаще используют U, U, f, f, I_рот, поскольку эти параметры обеспечивают статическую устойчивость и стабильность заданных показателей качества переходных процессов при малых отклонениях от исходного установившегося режима.

Устройства АРВ синхронных машин реагируют только на отклонения напряжения прямой последовательности и стремятся поддержать это напряжение на постоянном уровне (т. е. они включены через фильтры прямой последовательности).

Функции АРВ СД:

•Изменение возбуждения по заданному алгоритму для поддержания напряжения на шинах станции или в заданной точке сети;

•Форсировка возбуждения;

•Ограничение тока ротора на двух кратном уровне;

•Автоматическая разгрузка генератора при перегрузке по току ротора и реактивному току статора;

•Изменение предписанного значения Uг при синхронизации;

•Ограничение снижения возбуждения в режиме потребления реактивной мощности;

•Защита от повышения напряжения;

•Распределение реактивных мощностей между параллельно работающими генераторами.

Достоинства АРВ СД

Регулирующее воздействие АРВ СД U_УПР. складывается из регулирующего воздействия звена пропорционального и дифференциального:

Если имеем регулятор пропорционального действия (РВ_П), то в точке 0 при появлении отклонения напряжения управляющего воздействия практически нет, U_рвп – минимально. U_рвп – максимально при максимальном отклонении напряжения (при U_нб - max). После 1 вследствие инерционности происходит перерегулирование (См. рисунок выше).

При использовании производной процесс восстановления напряжения протекает быстрее ( ) и более качественно, т.е. при менее выраженных явлениях перерегулирования и более интенсивном затухании обычно колебательного переходного процесса. Это обусловлено изменением знака регулирующего воздействия U_УПР с опережением момента времени, когда регулируемое напряжение достигает первоначального значения, т.е. начинается противодействие восстановлению напряжения.

Использование производной по напряжению (U_рвд) позволяет получить управляющий сигнал в начальной стадии ПП (U_упр), это позволяет предвидеть тенденцию ПП и уменьшить U_нб при перерегулировании, обеспечивает успокоение (демпфирование) колебаний напряжения.

Алгоритм АРВ СД

Алгоритм (или закон) АРВ СД есть функция режимных параметров электропередачи, определяющая регулирующие воздействия на возбудитель генератора. Лучше всего было бы формировать регулирующее воздействие по основному закону, от которого зависит статическая и динамическая устойчивость и результирующая устойчивость электропередачи – т.е. по углу . О сложности и ненадежности передачи телеинформации о векторе U уже говорилось… Поэтому в алгоритм вводят:

– отклонение амплитуды или действующего значения U_Г от предписанного U_пр.;

- производная по напряжению;

– изменение частоты;

– первая производная частоты;

– производная по току возбуждения;

- – необходимо для обеспечения практически постоянного (с точностью статической погрешности напряжения UГ или напряжения в начале линии (на шинах ВН):

, формируется на выходе регулятора моделированием ;

- обеспечивает демпфирование колебаний напряжения, стабилизирует автоматическую систему регулирования возбуждения на холостом ходу.

Структурная схема АРВ СД

Закон АРВ СД

Функциональная схема АРВ СД

Структурная схема АРВ СД