Характеристики регулирования

Автоматические системы управления находятся или в состоянии устойчивого равновесия или в процессе перехода от одного состояния к другому. Новое состояние определяется характеристикой регулирования системы, - такая характеристика представляет собой зависимость изменения регулируемой величины от возмущающего воздействия (частоты от активной мощности, напряжения на шинах электростанции от Qгенератора и др.).

Здесь:

у_* - относительное значение регулируемой величины,

х_* - фактор, вызывающий возмущение (относительная величина).

Если новое состояние наступает, когда регулируемая величина у_* вернется к исходному значению, процесс является независимым, а характеристика регулирования называется астатической (характеристика 1).

Если же новое устойчивое состояние наступит при ином значении у_*, процесс зависимый, а характеристика регулирования статическая (характеристика 2),.

Степень зависимости регулируемой величины у от фактора х называется коэффициентом статизма Кcт и определяется крутизной наклона характеристики регулирования:

Динамические характеристики регулятора

Динамические характеристики характеризуют процесс регулирования при отклонении регулируемой величины от заданного значения. Этот процесс может быть трех видов:

Наиболее предпочтителен 2_ой тип характеристики регулирования, процесс регулирования здесь заканчивается через время Трег., когда отклонение регулируемой величины уменьшилось до значения погрешности регулирования δрег.

3_ий тип регулирования совершенно недопустим для использования, т.к. система здесь выйдет из равновесия, в энергосистеме это приведет к потере устойчивости параллельной работы агрегатов, разделению энергосистемы на отдельные узлы, то есть, к аварийной ситуации.

Для превращения неустойчивых систем регулирования в устойчивые и обеспечения требуемой динамической характеристики процесса регулирования используют так называемые корректирующие звенья, преобразующие входные сигналы путем их интегрирования или дифференцирования. Чаще всего применяется так называемое интегро-дифференцирующее звено, изодром. Изодром в процессе регулирования изменяет интенсивность воздействия входного сигнала во времени.

Законы регулирования

Закон регулирования – это зависимость выходной величины системы регулирования Хвых. от входного сигнала Хвх. в процессе регулирования. По закону регулирования системы делятся на следующие типы.

1. Системы пропорционального типа. регулирующее воздействие в них пропорционально отклонению регулируемой величины от уставки. Процесс регулирования при этом колебательный, со сходящимися колебаниями.

Здесь:

- Хвых. - выходная величина регулятора, регулирующее воздействие,

- Хвх. - регулируемая величина.

В таких регуляторах выход Хвых. всегда запаздывает по отношению к изменению входной величины Хвх. Время регулирования tрег.п в таких регуляторах достаточно большое, процесс регулирования затяжной.

2. Системы пропорционально-дифференциального типа (закон положен в основу регуляторов напряжения сильного действия). Регулирующее воздействие в них зависит как от отклонения регулируемой величины, так и от скорости её изменения, т.е. от ускорения. В регуляторе используются отклонение ΔХ и производная dX/dt регулируемой величины.

Воздействия от ΔХ и dX/dt складываются, что ускоряет процесс регулирования, особенно при больших отклонениях регулируемой величины. По мере восстановления значения Хвх. знак Хвых. изменится раньше, чем Хвх. станет равным первоначальному значению и будет противодействовать перерегулированию. Переходный процесс закончится быстрее и при меньшем перерегулировании. Уменьшается время регулирования, что способствует успокоению колебаний, возникающих в энергосистеме. Их использование в качестве регуляторов напряжения сильного действия повышает статическую и динамическую устойчивость параллельной работы электростанций.

Электромашинное возбуждение

3.2.1. Схема электромашинного возбуждения СГ. Регулирование тока возбуждения. Условные обозначения схемы. (Рис 3.2.1 приложения).

Электромашинный возбудитель В, - генератор постоянного тока, ротор которого размещен на валу ротора основного (главного) генератора. Конструктивно обмотка возбуждения возбудителя размещена на его статоре, неподвижна, а силовая обмотка, обмотка якоря, вращается вместе с ротором главного генератора и соединяется с внешней, неподвижной схемой возбуждения через коллектор. Коллектор представляет собой механический преобразователь переменного тока силовой обмотки в постоянный ток возбуждения главного генератора.

Нагрузкой для возбудителя является ротор главного генератора, который также вращается, и поэтому связь схемы возбудителя с нагрузкой имеет в своем составе переход щетка – кольцо, переход от статической части схемы к вращающемуся ротору генератора. То есть электромашинная система возбуждения имеет в своем составе два перехода; один из них - коллектор возбудителя, - переход от вращающейся части возбудителя к статическим элементам схемы, и другой – щетки и кольца ротора, переход от неподвижной части к вращающемуся ротору.

При электромашинном возбуждении главный генератор имеет независимое возбуждение, а возбуждение возбудителя выполнено по типу параллельного самовозбуждения, когда обмотка возбуждения ОВВШ генератора постоянного тока включена параллельно его силовой обмотке.

Регулирование тока возбуждения СГ

Ток ротора генератора в схеме электромашинного возбуждения определяется по формуле

где

- Ео – ЭДС возбудителя,

- ΔUв – потери напряжения на всех участках схемы возбуждения,

- Rрот – сопротивление обмотки ротора генератора,

- Rперех – сопротивление элементов связи возбудителя с ротором, включая

переходные сопротивления контактов.

Из формулы видно,чторегулировать ток ротора генератора можно либо изменением сопротивления цепи возбуждения R_перех, либо изменением ЭДС возбудителя E_о.

Можно для регулировки тока возбуждения ввести в цепь ротора дополнительное переменное регулируемое сопротивление, но тогда придется коммутировать большой ток ротора, достигающий значений 1500÷2000 А и по такому току должны быть выбраны все элементы схемы регулирования.

Выполнить изменение тока ротора изменением ЭДС возбудителя технологически проще, поскольку ЭДС возбудителя пропорциональна току возбуждения возбудителя:

Ео ≡ Iвозб. В

Практически изменение тока ротора генератора выполняется изменением тока возбуждения возбудителя, значение которого в несколько раз меньше тока возбуждения генератора.

Для обеспечения автоматического регулирование напряжения шин станции изменением возбуждения возбудителя, еще на стадии изготовления возбудителя, кроме основной обмотки возбуждения закладываются дополнительные обмотки возбуждения.

Суммарная МДС возбуждения возбудителя создается магнитными потоками от токов в обмотках:

- I_{самовозб. –} ток самовозбуждения В в обмотке ОВВш,

- I_{компаунд.} – ток устройства компаундирования в обмотке ОВВш,

- I_{коррект. согл.} – ток согласновключенного корректора в обмотке ОВВ_д1,

- I_{коррект. против.} – ток противовключенного корректора в обмотке ОВВ_д2.

Для изменения тока I_{самовозб.} возбудителя в цепи обмотки ОВВШ установлено дополнительное сопротивление, - шунтовой реостат ШР и его нерегулируемая часть R_ШР.От регулятора напряжения, называемого компаундированием, ток подается в ту же обмотку ОВВШ, что и ток самовозбуждения.

На дополнительные обмотки возбуждения ток поступает от согласновключенного и противовключенного корректоров регулятора напряжения генератора.

Благодаря дополнительным обмоткам появилась возможность подключить в схему возбуждения возбудителя регулятор возбуждения АРВ, и автоматизировать процесс регулирования напряжения генератора.

Условные обозначения схемы.

Основной источник мощности для возбуждения основного генератора – генератор постоянного тока В с параллельным самовозбуждением (обмотка ОВВШ), имеющего в качестве нагрузки ротор генератора (ОВГ).

АГП – автомат гашения поля, силовой выключатель постоянного тока ротора, рассчитанный на токи до 5-6 кА. Именно включением АГП производится подача возбуждения на генератор, а отключением АГП – гашение поля.

R_ШРи ШР – постоянная и переменная составляющие сопротивления шунтового реостата возбуждения, обычно проволочного типа, с выводами к коммутатору, позволяющему изменять число вводимых секций ШР, - служит для изменения тока самовозбуждения возбудителя.

КФ – контактор форсировки возбуждения.

КРф – контактор ввода сопротивления развозбуждения.

Rрасф_. – сопротивление развозбуждения, вводится в цепь возбуждения возбудителя при необходимости автоматического уменьшения тока ротора.

R_С.С. – гасительное сопротивление или сопротивление самосинхронизации, на которое

замыкается обмотка ротора при отключении АГП.

FV– разрядник, служит для защиты обмотки ротора от перенапряжений.

КА – реле постоянного тока.

КМ – контактор самосинхронизации.

ОВВ_д1 и ОВВ_д2 - дополнительные обмотки возбуждения возбудителя, к которым подключаются выходы регулятора напряжения генератора.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: