Характеристики регулирования

79. Схемы и переходные характеристики регуляторов:

Переходные характеристики регуляторов, представляющие собой зависимость выходного напряжения от времени при подаче на вход скачкообразного сигнала, показаны также на 79.

Вторичные регуляторы, воздействуя на двигатели регуляторов скорости, меняют нажатие пружины и тем самым перемещают статические характеристики регуляторов скорости параллельно самим себе. Простейший закон регулирования по статическим характеристикам имеет вид:

Из (14.29) следует, что уменьшение взаимного момента позволяет обеспечивать ресинхронизацию при меньших запасах статической устойчивости в предаварийном режиме. Более того, при достаточно малом MiZ ресинхронизация будет происходить даже после нарушения статической устойчивости. Однако в последнем случае после ресинхронизации вновь произойдет нарушение статической устойчивости, если не ограничить мощность, передаваемую по линии. Это положение проверялось с помощью математического моделирования, причем при исследовании учитывались динамические характеристики регуляторов скорости и частотный эффект нагрузки. Полученные результаты показали, что (14.29) дает условия ресинхронизации с запасом, что объясняется в основном неучетом динамических свойств регуляторов скорости. Во время исследований при достаточно малых М12 наблюдалось также временное восстановление синхронизма после нарушения статической устойчивости.

Вторичные регуляторы, воздействуя на двигатели регуляторов скорости, меняют нажатие пружины и тем самым перемещают статические характеристики регуляторов скорости параллельно самим себе. Простейший закон регулирования по статическим характеристикам имеет вид:

20-1. Характеристики «вход-выход» реле и регуляторов: а — электромеханических реле; б — статических реле; в — реверсивная характеристика; г, д — характеристики регуляторов

20-1. Характеристики «вход-выход» реле и регуляторов: а — контактных реле; б — бесконтактных реле; в — реверсивная характеристика; г, д — характеристики регуляторов

буждения генераторов должно производиться осторожно и достаточно плавно. В условиях эксплуатации напряжение U часто регулируется автоматическими регуляторами токов возбуждения генераторов. При этом характеристики регуляторов подбираются таким образом, чтобы обеспечить правильное распределение нагрузок между генераторами.

13.6. Характеристики регуляторов скорости: / — астатическая; 2 — статическая

Вторичные регуляторы, воздействуя на двигатели регуляторов скорости, меняют нажатие пружины и тем самым перемещают статические характеристики регуляторов скорости параллельно самим себе. Простейший закон регулирования по статическим характеристикам имеет вид:

4.1. Характеристики регуляторов скорости турбины:

где Kpf — коэффициент регулирующего эффекта нагрузки по частоте, который равен 1,7—2,5; р — коэффициент резерва мощности в системе (нормативное значение составляет 13%, т.е. 0,13 отн. ед.); Кт с — средняя крутизна характеристики регулирования генераторов системы (15—20 для турбогенераторов и 25—50 для гидрогенераторов).

Изменяя напряжение С/я ( 17.16, а), получают линейные регулировочные характеристики с небольшой зоной нечувствительности, обусловленной сухим трением (+(7тр). Однако этот способ требует наличия управляемого генератора (УГ) или усилителя большой мощности. Изменение потока возбуждения ( 17.16, б) экономичнее. Из-за резко убывающей характеристики регулирования возникают большие трудности в некоторых практических случаях: двигатель нельзя плавно остановить, уменьшение тока возбуждения ниже определенного предела приводит к неустойчивой работе и возможности разноса двигателя.

8. Характеристики регулирования частоты вращения: диапазон регулирования частоты вращения вверх ослаблением поля главных полюсов, изменением напряжения сети и др.

Частота вращения ротора увеличивается до тех пор, пока асинхронный момент не станет равным вращающему моменту турбины. Так как регулятор турбины при увеличении частоты вращения действует на уменьшение количества пара или воды, пропускаемой через турбину, то с увеличением частоты вращения вращающий момент турбины уменьшается от т0 до т1 и т2, определяемых точками пересечения характеристики регулирования турбины (кривая / на 20.23) с характеристиками асинхронных моментов г енераторов (кривые 2 и 3). При этом активная мощность, развиваемая генераторами, также уменьшается от Ро ~ т0 до f, ~ mt и Р2 ~ т2-

Другое представление этой зависимости, где наклон характеристики Р = f (Q) оценивается коэффициентом неравномерности а, дано на 7-10. Термин коэффициент неравномерности иногда заменяется термином крутизна характеристики регулирования.

Эффективность первичного регулирования частоты зависит от ста-тизма регуляторов скорости, который характеризует наклон характеристики регулирования к осям координат. Меньшему статизму (неравномерности) в осях (см. 7-11) соответствует более крутая характеристика регулирования, которая пересекается с характеристикой нагрузки при большем значении частоты. При нулевом статизме системы регулирования (астатическое регулирование) характеристика регулирования располагается вертикально (характеристика 4) и обеспечивает частоту установившегося режима, равную стандартной при любом набросе нагрузки, если, конечно, он не превышает предельной мощности, которая может быть выдана турбиной.

Эффективность первичного регулирования частоты зависит от ста-тизма регуляторов скорости, который характеризует наклон характеристики регулирования к осям координат. Меньшему статизму (неравномерности) в осях (см. 7-11) соответствует более крутая характеристика регулирования, которая пересекается с характеристикой нагрузки при большем значении частоты. При нулевом статизме системы регулирования (астатическое регулирование) характеристика регулирования располагается вертикально (характеристика 4) и обеспечивает частоту установившегося режима, равную стандартной при любом набросе нагрузки, если, конечно, он не превышает предельной мощности, которая может быть выдана турбиной.

При вторичном регулировании мощность турбины изменяется дополнительным воздействием на нее регулирующего аппарата. Это осуществляется перемещением муфты регулятора скорости 7 с помощью синхронизационного моторчика 9 (см. 7-6), работающего при корректировке частоты. Графически вторичное регулирование отражается (см. 7-11) эквидистантным перемещением характеристик регулирования 1 вправо (характеристика 3) или влево в зависимости от направления регулирования — на уменьшение или увеличение мощности, развиваемой регулируемой турбиной. Наклон характеристики регулирования, характеризующий статизм регулятора, при этом не изменяется (линия 3 параллельна линии 1).

На 7-12 показано несколько положений характеристики регулирования турбины, каждое из которых отвечает Ъ'зЧ^ т определенному дополнительному воздействию, оказанному на мощность тур-Рис- 7"12 бины при вторичном регулировании.

нию. Однако и в этом случае условие регулирования нельзя считать удовлетворительными, так как регуляторы скорости турбин не позволяют обеспечить требуемую точность поддержания частоты. Значение скорости вращения турбины, соответствующее каждому из открытий регулирующего аппарата, а следовательно, и значение частоты при этом определяются пересечением характеристики регулирования с частотной характеристикой нагрузки. Эта частота, как следует из 7-12, будет повышаться по мере дополнительного открытия при вторичном регулировании частоты. Нетрудно видеть, что с помощью вторичного регулирования может быть получена любая заданная частота независимо от статизма системы регулирования турбины. На 7-11 показано, как корректировка частоты при вторичном регулировании (характеристика 3) может ликвидировать отклонение частоты от стандартного значения при набросе мощности.

Используя понятие о крутизне характеристики регулирования турбины, можно получить аналитическое выражение, характеризующее закон первичного регулирования частоты, т. е.