Системы амплитудно-фазового компаундирования

Здесь характерным является геометрическая сумма составляющих токов возбуждения. При этом обычно составляющая по каналу тока Ii формируется с помощью трансформатора тока, а составляющая по каналу напряжения обычно формируется с помощью специального компаундирующего элемента, чаще всего это дроссель L, представленный на рис. 31. Повышение индуктивного сопротивления ХL дросселя позволяет обеспечить чисто индуктивный характер составляющей Iu по отношению к вектору напряжения Uа. При этом положение вектора Ii зависит от характера нагрузки, соответственно от него зависит и положение вектора Iв (см. рис. 32) поясняет принцип геометрической суммы. При чисто активном характере нагрузки вектор Ii совпадает с вектором Uа, при чисто ином характере вектор Ii будет отставать от Uа, на 900, т.е. совпадать с Uу. При всех промежуточных значениях cosj вектор Iв будет находиться между этими значениями (см. рис. 32).

Другой разновидностью компаундирующего элемента является емкость, для этого устанавливается конденсатор большой емкости (рис. 33). Здесь суммирование сигналов происходит аналогично, но вектор Iu расположен под углом 900, но в сторону опережения вектора Uа.

На практике обычно при использовании дросселя применяется схема, обеспечивающая геометрическое сложение составляющих Ii и Iu, в то время как при использовании конденсатора удобнее оперировать с геометрической разностью составляющих Ii и Iu. В то же время при принципиально равном эффекте схема с использованием дросселя дает лучшее качество регулирования, несмотря на то, что массогабаритные показатели проигрывают.

Рассмотренные схемы обеспечивают прямое суммирование или вычитание сигнала, что не всегда удобно из-за сложности масштабирования. Поэтому в судовых системах наибольшее применение получило электромагнитное суммирование с помощью так называемого трансформатора компаундирования ТК. (рис. 34). Здесь на одном магнитопроводе располагаются обмотки W1, по которой протекает сигнал Iu, Wт – (сигнал Iu), и W2 (сигнал Iв).

Параметры обмоток подбираются таким образом, чтобы они обеспечивали масштабирование составляющих Ii и Iu. Для повышения качества работы трансформатора компаундирования между обмотками Wт и W1 устанавливается магнитный шунт, выполняющий роль компаундирующего элемента. Он обеспечивает основной Ф рассеяния, и, следовательно, большее значение сопротивления рассеяния Хs. В результате данная система в одном магнитопроводе выполняет суммирование магнитных потоков, перпендикулярных Ii и Iu, (рис. 35).

Фазовое компаундирование позволяет существенно снизить крутизну регулирования характеристик. Придание им более пологого характера обеспечивает поддержание напряжения на зажимах с отклонением в пределах ±2,5 %.

Повышение точности стабилизации напряжения генератора до значения ±1% от номинального напряжения генератора достигается за счет применения дополнительных устройств в виде корректора напряжения (рис.36), но это не меняет общий характер работы САРН.

 

6.6 Основные принципы построения и работы автосинхронизаторов. Уставки ΔU, Δf, t_ОП.

 

УСГ-1 рассчитано на подключенои к сихронезируемым сетям через типовые измерительные трансформаторы U (ТV) со вторичным напряжением = 120В. Рассчитано на работу в условиях длительных колебаний напряжения в пределах +\- 5% и частоты +\- 2.5%, а также кратковременных колебаниях напряжения и частоты соответственно в пределах; -25 +13% и -6 +4%. Устройство допускает возможность настройки на уставку времени опережения 0,4 – 0,5сек с точностью +\- 0,04сек и +\-0,03сек, а также уставку 0,4-0,3сек; 0,3-0,11сек и 0,1-0,05сек.

Напряжение УСГ имеет диапазон уставок от 8-2% ΔU; потгонка f обеспечивается при разности частот от 10-2% до номинального значения воздействием на серводвигатель приводного двигателя, либо на его регулятор частоты в качестве с выходного реле саще всего используется реле РМ4. Весь блок УСГ имеет брызгозащитное исполнение. Все элементы настроек и регулировок смонтированы на выдвигающемся блоке; с верхней стороны панели блока укреплены трансформаторы, реле и конденсаторы, с нижней стороны печатные платы.

Расположение элементов обеспечивает открытый доступ ко всем узлам подстроек. Крепление блока жесткое четырьмя невыпадающимися винтами.

 

Устройство автоматической синхронизации УСГ-2

Рассчитано на обеспечение точной автоматической синхронизации генераторов не требующих автоматической подгонки частоты. Оно осуществляет управление состоянием генераторных выключателей в различных режимах работы и в различных состояниях.

А) Когда напряжения у обоих источников присутствует

Б) Когда напряжение одного из источников отсутствует

Конструктивно УСГ-2 выполняется в 2х модификациях:

А) УСГ-2с – секционный вариант

Б)УСГ-2г – генераторный вариант

В обоих вариантах подключение УСГ осущ. через 3х фазные тр-ры (TV) со вторичным напряжением = 127В.

Устройство рассчитано на работу при любых значениях скольжения и разности напряжения, не превышающей заданной уставки при этом время опережения имеет 3 уставки: 0,05с; 0,1с; 0,15с.

Разность напряжения от 10 до 2%

В качестве выходного реле использовано РПМ.

В отличие от УСГ-1 здесь есть блокировка от возможности ложных срабатываний, ведущих к отключению не синхронезируемых еще источников при углах расхождения векторов напряжения от 90-270, а также в случае выхода из строя отдельных элементов.

Конструктивно УСГ-2 выполнен аналогично УСГ-1 в виде выдвижного моноблока и содержит те же функциональные блоки с добавлением блока блокировки.

Кроме того в УСГ-2 предусмотрена схема на базе симметричного мультивибратора, обеспечивающего вывод генератораиз режима зависания.

 

УСГ-3 Предназначено для работы в составе СЭС с высоким уровнем автоматизации на полностью необслуживаемых электростанциях с программным управлением работы.

В отличие от ранее рассмотренных систем данное устройство дополнительно решает задачу определения выбора знака скольжения генератора в зависимости от соотношения активных нагрузок уже включенных на параллельную работу агрегатов.

Здесь так же имеется блок вывода из режима зависания, кроме того устройство осуществляет непрерывный контроль разности напряжения и частоты; подгонку частоты и включение АВ с постоянным временем опережения, при этом оно определяется ∑ собственного времени срабатывания синхронизатора и собственного АВВ.

 

К дополнительным функциям относится выдача запрета – сигнала на синхронизацию при пониженном уровне изоляции судовой сети.

Данное устройство обеспечивает благоприятное условие включения на параллельную работу не зависимо от начальных условий предшествующего решению при этом втягивание в синхронизм происходит плавно без ударных воздействий на СГ.

УСГ-3 содержит 10 функциональных блоков:

I- Функциональный блок получающий информацию от ТВБ и обеспечивающий схему всеми сигналами необходимыми для работы других блоков – это напряжение иротерциональное:

return false">ссылка скрыта

1. Значение линейного напряжения СГ и сети .

2. Напряжение огибающей напряжение биения, при этом последнее так же как в УСГ-35 подается в виде 2х сигналов сдвинутых на 120.

3. Пропорциональна напряжению 1й производной от огибающей напряжение биения

4. Пропорциональный ∑U=Uбиения+1я производная Uбиения

5. Пропорциональны абсолютному значению разности синхронизируемых U→ΔU.

II- Блок контроля разности напряжений ΔU. Определяющий уставку по разности синхронизирующих напряжений и выдающий разрешающий сигнал на суммирующий блок X.

III- Блок контроля разности частот выдающий запрещающий сигнал при значениях разности частот, прерывающее заданную уставку. Сигнал выдается в виде запрета на синхонизацию. При понижении Δf до значени менее уставки сигнал запрета снимается и тем самым дается разрешение на работу суммирующего блока X.

IV- Блок задания времени опережения – служит для формирования значения времени опережения с выдачей разрешающего сигналав том случае, когда значение 1й производной от огибающей напряжения биения и сумма Uбиения+Uбиения имеют отрицательное значение. Кроме этого блок вырабатывает сигнал на возвращение в первоначальное состояние триггера блока контроля разности напряжения II.

V- Блок подгонки частоты содержит 2а идентичных канала, выполненных аналогично соответствующему блоку УСГ-35. 2а элемента совпадения обеспечивают блокировку от одновременной выдачи 2х сигналов на повышение и на понижение частоты. Работа обоих каналов определяется очередностью поступления напряжения сигналов пропорциональных напряжению огибающей Uбиения 1 и Uбиения 2, которые формируются функциональным блоком I и сдвинуты на 120, при этом сама очередность поступления этих сигналов зависит от знака скольжения, т.е. от того превышает или не превышает f подключаемого СГ частоту сети.

VI- Блок определения знака скольжения – определяет соотношение частот сетей подключаемого генератора, пропорциональный сигналом в зависимости от знака скольжения. При этом он осуществляет и подгонку скорости регулируемого СГ до значения , когда ω менее нагруженного генератора будет больше ω более нагруженного СГ т.е. блок осуществляет контроль загрузки параллельно работающих генераторов. Дополнительной функцией его является обеспечение втягивания в синхронизм работающих ГА.

VII- иVIII Осуществляют контроль характера нагрузки СГ и явл. датчиками активно тока служат для формирования сигнала пропорционального разности активных нагрузок синхронизируемых ГА. При этом они включены последовательно и в блоке VII осуществляется их сравнение и формирование управляющего воздействия

 

IX – Обеспечивает вывод генераторов из синхронного несинфазного режима(режима зависания)

 

X- Суммирующий блок. Обеспечивает суммирование разрешающих сигналов и формирование управляющего воздействия на АВВ вводимого в работу СГ, при этом в случае постоянных значений U и f синзронизирующих генераторов а так же, когда f менее нагруженного СГ больше частоты более нагруженного СГ, включение АВВ определяется только работой блока IV задающего время опережения поскольку все остальные блоки дают разрешение на синхронизацию

 

Последовательность расчета токов короткого замыкания в СЭЭС переменного тока (Схема замещения. Выбор расчетных точек. Результирующее сопротивление). Определение токов по расчетным кривым. Учет результатов расчета при выборе электрооборудования.

Расчет к.з. начинается с составление исходной принципиальной однолинейной схемы рис(10.9) на кот. наносят предполагаемые точки к.з. количество точек выбирают такое, чтобы были проверены все коммутационные и защитные аппараты. Каждую точку к.з. для проверки конкретного аппарата выбирают так, чтобы аппарат при к.з. находился в наиболее тяжеляых условиях, кот. могут быть при эксплуатации СЭЭС. Например генераторный АВ QF1 проверяют по току к.з. в точке К1, поскольку в этом случае через него будет протекать ток к.з. от параллельно работающих генераторов G1 и G2. Если мощность всех генераторов одинакова, то проверяют только 1 генераторный АВ. При параллельной работе генераторов проверку их АВ необходимо проводить по току к.з. на шинах ГРЩ.

На основании исходной схемы составляют схему замещения (рис 10.10). В схему включают сверхпереходные (или переходные при отсутствии в генераторах успокоительных обмоток) индуктивные сопротивления и активные сопротивления обмоток статоров, а также все другие активные и индуктивные сопротивления элементов схемы (на фазу), предварительно приведенные к принятым в расчете базисным условиям.

В качестве базисных единиц для всей системы принимаю номинальные базисные единицы эквивалентного генератора, замещающего все генераторы системы, включенные в расчетном режиме на параллельную работу. При этом:

- базисная мощность равна суммарной мощности генераторов системы

- базисное напряжение равно номинальному линейному напряжению генераторов, т.е. напряжению на шинах ГРЩ

- базисное сопротивление Zб= (U)^2/Sбаз

Схему замещения преобразуют в простейшую эквивалентную схему с 1 эквивалентным генератором, относительно каждой расчетной точки к.з. (рис. 10.11) напряжение в которой при металлическом к.з. равно нулю. при этом ЭДС всех генераторов принимают одинаковыми, а сопротивления генераторных ветвей принимают включенными параллельно. Схему замещения преобразуют в эквивалентную столько раз, сколько намечено точек к.з. Для каждой схемы СЭЭС находят результирующее сопротивление Zр, по кот. находят токи к.з.

Метод расчетных кривых полного тока к.з.

По этому методу определяют максимальные токи к.з. и тепловой импульс для проверки эл. оборудования. Сущность метода в том, что для СЭЭС с типовыми структурами и определенными генераторами при наиболее тяжелом в отношении токов к.з. режиме рассчитывают зависимости ударных токов, действующих токов и теплового импульса тока от времени при различных значениях результирующих Zр контура к.з. в общих относит. единицах системы с учетом тока подпитки от эквивалентного АД и действия автомат. регулятора назначения. Эти зависимости представляют в виде кривых на заданные моменты времени, а для начальных моментов времени, когда значение апериодической составляющей тока значительно, еще и для различных отношений Xк/Rк цепи. В технических справочниках эти зависимости приводятся как стандартные расчетные кривые для определения токов к.з. Достоинства метода – простота, малое время и трудоемкость расчета.

При разработке стандартных расчетных кривых длину кабельной линии генератора принимают равной 10 м. Поэтому эти кривые не следует использовать при наличии в главных цепях СЭЭС реакторов и кабелей длиной более 50 м., когда сопротивление цепи заметно отличается от принятого в расчетах кривых.

Порядок определения токов следующий: составляют схему замещения, для кот. находят Zр, затем отношение Xк/Rк, далее косинус фи, а затем значения токов и теплов. Импульса

 

Распределение активной мощности при параллельной работе утилизационного турбогенератора и дизельгенератора, валогенератора и дизельгенератора. Параллельная работа утилизационного ТГ и ДГ

Статические скоростные характеристики УТГ и ДГ имеют вид показанный на рис. 116. При снижении давления пара поступающего из утилизационного котла в турбину и неизменной нагрузке электростанции статическая скоростная характеристика УТГ (рис. 116 б) перемещается вниз параллельно исходной меняя положение относительно статической характеристики ДГ (рис 116 а) в результате чего происходит соответствующий перевод нагрузки с УТГ на ДГ. Такое перемещение характеристики УТГ происходит до момента восстановления баланса между паропроизводительностью утилизационного котла и расходом пара, т.е. достижения давления пара перед УТГ своего нормального значения. при восстановлении давления пара перед турбиной характеристика УТГ перемещается вверх (при этом нагрузка ДГ уменьшается ).