Анализ существующих систем управления синхронным компенсатором

 

В операторной форме алгоритм автоматического регулирования

 

   (3.1)

 

Сигнал, формируемый по производной напряжения, стабилизирует автоматическую систему регулирования возбуждения по продольной оси, т.е. предотвращает ее переход в неустойчивый автоколебательный режим, при обычно весьма высоких значениях коэффициента усиления сигнала по отклонению напряжения kU(kU ≥ 100).

Алгоритм автоматического регулирования возбуждения по поперечной оси определяется его назначением, состоящим: в удержании ротора в положении по продольной оси, т.е. при угле δ = 0, в режиме потребления реактивной мощности при отрицательном токе возбуждения в продольной обмотке возбуждения LG1; в демпфировании колебаний ротора в этом режиме искусственной устойчивости СК. Поэтому регулятором АРВ-q используются сигналы по отклонению угла Δδ от δ = 0, его производной и отклонению (появлению) электромагнитного момента — активной мощности ΔР на валу СК. В операторном виде алгоритм автоматического регулирования

 

  (3.2)  

Автоматические регуляторы АРВ-d и APB-q содержат соответствующие алгоритмам (3.1) и (3.2) измерительные органы (см. рисунок 3.1): напряжения ИОН с дифференциатором AD1; активной мощности линии ИОАМ с реальным [с постоянной времени Тд.р — см. (4.7)] дифференциатором AD2; угла положения ротора ИОУ, подключенного к ИПУ и TV (см. рисунок 3.2) с дифференциатором AD3 и электромагнитного момента ИОЭМ на валу СК с элементом сравнения непрерывного действия ЭСНД.

 

Рисунок 3.2. Графики, иллюстрирующие формирование выходного напряжения измерительного органа угла автоматического регулятора знакопеременного возбуждения

 

Измерительные органы ИОАМ и ИОЭМ содержат измерительные преобразователи мощности линии ИПАМ1 и синхронного компенсатора ИПАМ2, подключенные к измерительным трансформаторам TV, ТА 1 и ТА соответственно; задающие элементы ЗЭ1, ЗЭ2 устанавливают сигналы, отображающие установленную передаваемую мощность по линии и мощность СК, определяемую главным образом его вентиляцией.

Измерительные части регуляторов выполняются на интегральных микросхемах: ИОН с использованием управляемых интеграторов AJ, как и в микроэлектронном аналоговом АРВ СДП синхронных генераторов (см. рис. 3.10), а измерительный орган внутреннего угла ИОВУ— аналогично описанному измерительному органу автоматического регулятора знакопеременного возбуждения СК без поперечной обмотки.

После суммирования сигналов измерительных органов интегральными сумматорами AW1, AW2 сигналы преобразуются исполнительными усилителями Al, А2 в регулирующие воздействия Upeг d, Upeг q на элементы управления ЭУ1 - ЭУ4 тиристорами возбудителей через разделительные диоды. Разнополярные напряжения Upeг d и Upeг q воздействуют на разные тиристорные выпрямители возбудителей VST1, VST2 синхронного компенсатора GC.

Построим структурную схему системы управления:

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.3. Структурная схема автоматической системы регулирования возбуждения синхронного компенсатора с поперечной обмоткой ротора

В которой:

 - измеритель тока и напряжения

 - датчик угла положения ротора

 - аналого-цифровой преобразователь

 - элемент сравнения

- сумматор

 - усилитель сигнала

- регулятор

 - исполнительный орган

- синхронный компенсатор

 

4. Разработка алгоритма  функционирования автоматического  регулятора

 

6. Выбор технических средств. Измерительные преобразователи системы

Для обеспечения бесперебойной работы синхронного компенсатора необходимо обеспечить высокую точность первичной информации.

В основными входными параметрами системы являются:

- ток на входе СК (Iск);

- напряжение на выходных  шинах СК (Uш);

- текущее значение угла  рассогласования между вектором  магнитной индукции статора СК  и геометрической осью симметрии  ротора СК (Өрот).

- ток линии электропередачи (линии обслуживаемой СК) (Iл);

 

Согласно требованиям [2], класс точности первичных измерительных преобразователей должен быть не ниже 0.5. Исходя из этого требования проведен выбор трансформаторов напряжения и тока.

 

6.1 Трансформатор напряжения

В системе использован измерительный трансформатор напряжения НАМИ-10-95 (10000/100) 200ВА (Трехфазный антирезонансный масляный трансформатор).

Технические характеристики приведены в таблице 6.1

 

Таблица 6.1 Технические характеристики трансформатора НАМИ-10-95

Характеристики	Значения
Номинальное напряжение, Uном, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, Uнр, кВ	12
Номинальная частота, fном, Гц	50
Номинальное напряжение Uном первичной обмотки, В	10000
Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В	100
Класс точности	0,3; 0,5; 1,0
Номинальная мощность основной вторичной обмотки, В·А	200
Предельная мощность, В·А, основная вторичная обмотка	250

 

6.2 Трансформатор тока

В качестве датчика тока ТА предлагается использовать высоковольтный проходной измерительный трансформатор тока ТПОЛ-10.

Трансформаторы предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления, а также для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц на класс напряжений до 10 кВ включительно.

Технические характеристики приведены в таблице 6.2

Характеристики	Значения
Номинальное напряжение, кВ	10 или 11
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный первичный ток, А	20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1500; 2000
Номинальная частота, Гц	50 или 60
Номинальный класс точности вторичной обмотки	0,2; 0,2S; 0,5S; 0,5; 1

 

6.1.3 Датчики температуры

В качестве датчиков температуры предлагается использовать термометры сопротивления типа KTY 84-130 (Philips Semiconductors).

 

 

Список используемой литературы

 

1) Овчаренко Н.И. "Автоматика  энергосистем", М., "Издательство  МЭИ", 2009г

2) Общие технические требования  к управляющим подсистемам агрегатного  и станционного уровней АСУ  ТП ЭС

РД 153-34.0-35.519-98

3) Высоковольтные трансформаторы тока, методические указания: [http://window.edu.ru]

4) . Проходные трансформаторы тока: [http://www.cztt.ru] // ОАО "Свердловский завод трансформаторов тока"

5) НАМИ - 10-95 [http://www.ramenergy.ru] // Раменский электротехнический завод «Энергия»

6) Кудрин Б.И. "Энергоснабжение  промышленных предприятий", "Интермет Инжиниринг", 2006г

7) Копылов И.П. "Математическое  моделирование электрических машин", М., "Высшая школа", 2001г

8) Технический каталог [http://www.ruselprom.by] // ООО «Русэлпром-Бел»

9) Каталог продукции [http://www.abb.ru] // ABB