Меню

Автоматические регуляторы активной мощности



Автоматические регуляторы активной мощности

Для нормальной работы потребителей электрической энергии необходимо, чтобы значение частоты тока и напряжения соответствовали номинальным или, точнее, не выходили за допустимые пределы. Снижение частоты тока ведет к изменению частоты вращения электродвигателей, увеличению потребления мощности, а поэтому к их перегреву. Кроме того, на многих производствах изменение частоты вращения рабочей машины может самым пагубным образом сказаться на качестве выпускаемой продукции. Частоту тока на электрических станциях автоматически поддерживают на постоянном уровне при помощи регуляторов частоты вращения первичных двигателей.

Отклонение значения напряжения от номинального также приводит к нарушению нормального режима работы приемников энергии у потребителей. Известно, что вращающий момент электродвигателя пропорционален квадрату напряжения. Чтобы двигатель при снижении напряжения продолжал нести нагрузку, должно увеличиться скольжение, то есть уменьшиться частота вращения двигателя. Но при ее падении увеличивается потребляемый электродвигателем ток, что вызывает перегрев электродвигателя. Поэтому на электрических станциях наряду с устройствами регулирования частоты тока предусматривают устройства для регулирования напряжения.

В соответствии с ГОСТом в нормальном режиме работы допускаются отклонения значений частоты тока от номинального в пределах + 0,1 Гц. Временная работа энергосистемы возможна с отклонением частоты ±0,2 Гц. Для изолированно работающих станций мощностью до 100 и до 50 кВт допустимые отклонения частоты тока составляют соответственно +3 и +5 Гц.

Отклонения напряжения на зажимах приборов рабочего освещения, установленных в производственных помещениях и общественных зданиях, где требуется значительное зрительное напряжение, а также в прожекторных установках наружного освещения допускаются в пределах от —2,5 до +5% номинального. На зажимах электродвигателей и пускозащитной аппаратуры допускается отклонение напряжения в диапазоне от —5 до +10% номинального, а на зажимах остальных приемников—на ±5% номинального

В малоответственных сельскохозяйственных установках допустимые отклонения напряжения составляют от +7,5 до —7,5%.

Все рассмотренные выше схемы генераторов предполагают ручное регулирование напряжения, которое не может обеспечить надлежащего и своевременного контроля за изменением нагрузки. Современные синхронные генераторы оборудованы автоматическими устройствами, которые не только регулируют напряжение на зажимах генераторов, но и при необходимости увеличивают возбуждение до максимального значения в момент снижения напряжения (например, при аварийных режимах). Такие устройства называютавтоматическими регуляторами возбуждения (АРВ).

На маломощных сельскохозяйственных станциях устройства АРВ облегчают запуск короткозамкнутых электродвигателей. Они способствуют более быстрому восстановлению напряжения после отключения поврежденных участков электроустановки. Благодаря этому электрические двигатели, которые в момент аварии и понижения напряжения несколько притормозились, восстанавливают номинальную частоту вращения без нарушения технологического процесса — остановки рабочей машины.

Устройства автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов по принципу действия могут быть подразделены на три группы: 1) автоматические регуляторы напряжения; 2) устройства быстродействующей релейной форсировки возбуждения и 3) устройства компаундирования.

Нагрузка на генератор, определяемая числом и мощностью потребителей электроэнергии, постоянно изменяется. Увеличение нагрузки на генератор вызывает уменьшение частоты вращения первичного двигателя, а следовательно, и частоты тока. Наоборот, сброс нагрузки приводит к резкому возрастанию частоты вращения первичного двигателя и, значит, к увеличению частоты тока, в сети.

Для поддержания частоты тока на заданном уровне на электрических анциях устанавливают автоматические регуляторы частоты вращения первичных двигателей. Основным элементом аких устройств служит центробежный маятник, который воспринимает изменение частоты вращения первичного двигателя и через дополнительные устройства воздействует на орган, регулирующий частоту вращения. Регуляторы частоты вращения могут быть прямогоили косвенного действия.

ris_10.9

Рисунок 10.9 иллюстрирует принцип работы регулятора прямого действия. При изменении частоты вращения (например, уменьшении) центробежный маятник М изменит свою первоначальную амплитуду (радиус) отклонения (показано

пунктиром) и через рычаг Р воздействует на задвижку 3, регулирующую поступление горючей смеси в цилиндры двигателя. Если нужно изменить нагрузку двигателя при постоянной частоте вращения, регулируют натяжение пружины П.

Регуляторы прямого действия применяют на двигателях малой мощности. Для поворота регулирующих клапанов паровых турбин или лопаток направляющего механизма гидротурбин энергии маятника недостаточно. В этом случае применяют регуляторы косвенного действия. Центробежный маятник воздействует на промежуточный механизм привода регулирующего органа первичного двигателя (серводвигатель).

Для автоматического регулирования напряжения на генераторах сельских электрических станций применяют обычно регуляторы напряжения реостатного, вибрационного и комбинированного типов. Изготавливают также электронные регуляторы.

Среди регуляторов напряжения угольный регулятор — один из самых простых и дешевых, однако область его применения ограничена станциями малых мощностей. Это регулятор прямого действия, так как он воздействует непосредственно на возбуждение возбудителя.

Такой регулятор (рис. 10.10, а) состоит из угольного реостата 4, полупроводникового выпрямителя 1, электромагнита 6 с рычагом 2 и пружиной 5. Угольные столбики реостата набраны из отдельных угольных шайб. Сопротивление этих столбиков зависит от степени сжатия шайб. Чем больше давление на столбики, тем меньше сопротивление реостата (и наоборот). Давление на угольные столбики создается тягой 3 и пружиной 5. Если электромагнит 6 включен, то якорь рычага 2 притягивается к сердечнику электромагнита, пружина 5 натягивается, а тяга 3, поднимаясь, уменьшает степень сжатия угольных шайб. Таким образом, и повышении напряжения в сети возрастает сила притяжения якоря, следовательно, уменьшается степень сжатия шайб в угольном реостате, возрастает его сопротивление и снижается ток в цепи возбуждения возбудителя В. Значение напряжения на зажимах генератора Г уменьшается до номинального.

Читайте также:  Тип цоколя е14 мощность

ris_10.10

Если нагрузка на генератор возрастает, напряжение его несколько спадает, сила притяжения электромагнита уменьшается, пружина 5 увеличивает сжатие угольных шайб в столбиках реостата и сопротивление реостата уменьшается. Поэтому усиливается ток возбуждения возбудителя и напряжение на зажимах генератора возрастает до номинального. Угольный реостат типа РУН рассчитан на номинальные напряжения 115 и 230 В.

При параллельной работе генераторов для повышения устойчивости работы агрегатов в схеме включения угольного реостата возбуждения предусматривается специальное устройство (компенсатор реактивной мощности), предупреждающее возрастание реактивной нагрузки при изменении возбуждения. Этой цели служит трансформатор тока ТТ, включенный в фазу В. Вектор напряжения в этой фазе UB сдвинут на угол 90° по отношению к вектору напряжения UAc между фазами А и С (рис. 10.10, б). При cosφ =0, то есть если ток будет сдвинут по отношению к напряжению на 90°, во вторичной цепи трансформатора тока ТТ появится ток IB, совпадающий по направлению с напряжением UAc, питающим селеновый выпрямитель, и угольный реостат возбуждения воспримет это увеличение реактивной мощности как повышение напряжения. Реостат сработает на снижение возбуждения, а следовательно, и уменьшение реактивной мощности.

Стабилизирующий трансформатор СТ предназначен для сглаживания толчков тока и напряжения в момент регулирования напряжения. Этот трансформатор выполняет роль демпфирующего устройства в период регулирования возбуждения.

Кроме угольного реостата типа РУН, применяются реостатные регуляторы с проволочным резистором, имеющим отпайки от отдельных секций. Электромагнит регулятора в зависимости от значения напряжения на зажимах генератора вызывает замыкание или размыкание контактов, которые шунтируют отдельные секции реостата, включенного в обмотку возбуждения возбудителя. Этот реостат рассчитан на ток до 2 А и состоит из десяти секций (ступеней) сопротивлением 3 Ом каждая. Такой регулятор применим для отдельно работающих генераторов мощностью до 60 кВ•А. Использовать их при параллельной работе не рекомендуется, поскольку отсутствует устройство для выравнивания реактивных мощностей. При колебаниях нагрузки от нуля до номинальной напряжение генератора поддерживается на уровне ± 2.5%.

Вибрационные регуляторы напряжения типа АВРН предназначены для генератора мощностью До 60 кВ • А. Точность их регулирования ± 5% при изменении нагрузки от нуля до номинальной и колебаниях частоты тока в пределах ±20%. Комбинированные регуляторы напряжения сочетают в себе особенности регуляторов двух, первых типов.

Источник

Автоматическое регулирование частоты и перетоков активной мощности (АРЧМ)

Автоматическое регулирование частоты и перетоков активной мощности (АРЧМ)

Вопрос. Для каких целей предназначены устройства системы АРЧМ?

Ответ. Предназначены для:

автоматического регулирования частоты в ЕЭС и изолированных ОЭС и энергосистемах в нормальных и послеаварийных режимах согласно требованиям государственных стандартов на качество электрической энергии;

автоматического регулирования заданных (плановых) перетоков обменных мощностей ЕЭС, ОЭС и энергосистем с коррекцией по частоте;

автоматического ограничения перетоков мощности по контролируемым внешним и внутренним связям ЕЭС, ОЭС и энергосистем в целях предотвращения нарушения статической устойчивости или термической перегрузки;

автоматического изменения мощности выделенных для вторичного регулирования электростанций (энергоблоков) по командам соответствующих устройств АРЧМ уровней энергосистемы, ОЭС и ЕЭС в целях вторичного регулирования и поддержания заданной регуляторами мощности с коррекцией по частоте, определяемой их участием в первичном регулировании частоты (3.3.68).

Вопрос. Какие функции обеспечивают в нормальном режиме устройства АРЧМ?

Ответ. Обеспечивают (при наличии необходимого регулировочного диапазона на выделенных для вторичного регулирования электростанциях):

поддержание отклонения среднего значения небаланса мощности в каждом контролируемом районе в пределах ±0,5 % вращающейся мощности этого района и устранение ступенчатого нарушения баланса мощности за 5-10 мин;

поддержание среднего отклонения частоты от заданного (согласованного) значения в пределах ±0,02 Гц и устранение ступенчатого отклонения частоты за 5-10 мин;

поддержание среднего отклонения перетока обменной мощности контролируемого района от заданного (планового) значения в пределах ±0,25 % вращающейся мощности этого района и устранение ступенчатого отклонения обменной мощности за 5-10 мин;

Читайте также:  Моторчик стеклоподъемника ваз мощность

устранение ступенчатого превышения перетоком мощности заданного значения уставки по любой контролируемой связи за время не более 1 мин при наличии быстродействующих каналов телемеханики и не более 5 мин при наличии обычных каналов телемеханики (3.3.69).

Вопрос. Какие устройства входят в систему АРЧМ?

Ответ. В систему АРЧМ входят:

устройства автоматического регулирования перетока обменной мощности и частоты и автоматического ограничения перетоков, автоматические вторичные регуляторы на диспетчерских пунктах ЕЭС, ОЭС и энергосистем;

устройства управления активной мощностью на электростанциях, привлекаемых к участию в автоматическом вторичном регулировании;

каналы и средства связи и телемеханики для передачи контролируемых параметров и управляющих воздействий;

датчики перетоков активной мощности и частоты (3.3.70).

Вопрос. Какие функции обеспечивают устройства АРЧМ на диспетчерских пунктах?

Ответ. Обеспечивают автоматическое вторичное регулирование режима собственной энергосистемы и участие в скоординированном вторичном регулировании ОЭС и ЕЭС.

Устройства АРЧМ на диспетчерских пунктах ОЭС обеспечивают выявление отклонений фактического режима работы объединенной энергосистемы от заданного, формирование и передачу управляющих воздействий в виде задания неплановой мощности для электростанций, привлекаемых к автоматическому регулированию режима ОЭС, и в виде сигналов блокировки или форсировки регуляторов обменной мощности энергосистем при осуществлении селективного (с учетом места возникновения и знака возмущения) ограничения перетоков по внутренним контролируемым связям данной ОЭС.

Устройство АРЧМ на диспетчерском пункте ЕЭС обеспечивает выявление отклонения сальдо перетоков, формирование и передачу управляющих воздействий для электростанций, привлекаемых к автоматическому регулированию режима ЕЭС и селективному, скоординированному ограничению перетоков мощности по транзитным связям энергосистем, ОЭС, ЕЭС в виде задания активной мощности, а для регуляторов обменной мощности ОЭС и энергосистем – в виде сигналов блокировки или форсировки их действия.

Устройства АРЧМ увеличивают интенсивность регулирования при отклонениях регулируемых параметров (частоты, обменных активных мощностей, небаланса мощности) от заданных значений при превышении определенных пороговых значений, а также по командам форсировки с верхнего уровня управления, обусловленным необходимостью ограничения перетоков.

Регулирующие электростанции, привлекаемые к автоматическому регулированию режимов энергосистем, ОЭС и ЕЭС, поддерживают регулировочный диапазон, составляющий не менее ±2,5 % мощности соответствующего района регулирования. Для обеспечения двустороннего сбалансированного ограничения перетоков по всей совокупности контролируемых связей этот регулировочный диапазон распределяется между электростанциями, расположенными по разные стороны всех контролируемых связей.

При отсутствии регулировочных возможностей отдельных энергосистем допускается объединение ряда энергосистем в энергозону для регулирования обменной мощности этой энергозоны с коррекцией по частоте, выполняемого одним общим для этих энергосистем регулятором и подключенными к нему электростанциями (3.3.71).

Вопрос. Какие функции обеспечивают устройства автоматического управления мощностью электростанций?

Ответ. Обеспечивают следующие функции:

прием и преобразование управляющих воздействий и сигналов, поступающих с диспетчерских пунктов верхних уровней управления (энергосистем, ОЭС и ЕЭС);

формирование управляющих воздействий на отдельные агрегаты (энергоблоки);

поддержание мощности агрегатов (энергоблоков) в соответствии с полученными управляющими воздействиями и со статизмом по частоте. Управление мощностью электростанции осуществляется со статизмом по частоте, изменяемым в пределах от 3 до 6 % (3.3.72).

Вопрос. Какие управляющие воздействия отрабатывают и распределяют между блоками подключенные к устройствам АРЧМ системы автоматического управления мощностью тепловых электростанций?

Ответ. Отрабатывают и распределяют между энергоблоками управляющие воздействия в виде непланового изменения мощности с учетом допустимых скоростей изменения нагрузки и технологических ограничений. При поступлении команды форсировки с верхнего уровня управления в системе автоматического управления мощностью ТЭС производится снятие ограничения по допустимой скорости изменения нагрузки и, при необходимости, изменяется структура системы.

Динамические характеристики ТЭС при отсутствии технологических ограничений, в том числе по темпу регулирования, принимаются существенно не изменяющимися в зависимости от количества и состава подключенных энергоблоков и уровня их загрузки.

Для энергоблоков большой единичной мощности возможен вариант поблочного управления (3.3.73).

Вопрос. Какие управляющие воздействия отрабатывают подключенные к устройствам АРЧМ групповые регуляторы активной мощности гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих электростанций?

Ответ. Отрабатывают подаваемые на них управляющие воздействия в виде задания изменения мощности с максимальной скоростью задатчика открытия направляющего аппарата во всем регулировочном диапазоне электростанции. При этом рекомендуется, чтобы групповой регулятор активной мощности ГЭС одновременно решал задачу выбора оптимального состава подключенных агрегатов, их автоматический пуск, останов и перевод в режим синхронного компенсатора и обратно с учетом имеющихся ограничений в работе агрегатов.

Динамические характеристики электростанций принимаются существенно не изменяющимися в зависимости от количества и состава подключенных агрегатов и уровня их загрузки.

Гидроэлектростанции, мощность которых определяется режимом водотока, рекомендуется оборудовать автоматическими регуляторами мощности по водотоку (3.3.74).

Читайте также:  Что обладает реактивной мощностью

Вопрос. Какие изменения параметров настройки обеспечивают устройства АРЧМ?

Ответ. Обеспечивают оперативное и (или) автоматическое изменение параметров настройки при изменении режимов работы объекта управления, оснащаются элементами сигнализации, блокировками и защитами, предотвращающими их неправильные действия при нарушении нормальных режимов работы объектов управления, при неисправностях в самих устройствах, а также исключающими те их действия, которые могут помешать функционированию устройств ПА.

Устройство АРЧМ на каждом уровне управления отрабатывает управляющие воздействия и команды от устройств АРЧМ более высокого уровня лишь в той степени, в какой они не вызывают недопустимых отклонений технологических параметров и возникновения аварийных ситуаций на данном уровне управления (3.3.75).

Вопрос. Какие функции обеспечивают средства телемеханики?

Ответ. Обеспечивают передачу всей необходимой для эффективной работы устройств АРЧМ информации о работе энергообъединения и управляющих воздействий и команд между всеми уровнями управления системой АРЧМ (3.3.76).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Уровни и регулирование напряжения, компенсация реактивной мощности

Уровни и регулирование напряжения, компенсация реактивной мощности Вопрос. Какие требования предъявляются к устройствам регулирования напряжения?Ответ. Они должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 3-20 кВ электростанций и подстанций, к которым

Измерения частоты

Измерения частоты Вопрос. Где выполняются измерения частоты?Ответ. Измерения частоты выполняются:на каждой секции шин генераторного напряжения;на каждом генераторе блочной электростанции;на каждой системе (секции) шин высших напряжений электростанции;в узлах

Автоматическое регулирование возбуждения, напряжения и реактивной мощности

Автоматическое регулирование возбуждения, напряжения и реактивной мощности Вопрос. Для каких целей предназначаются системы и устройства автоматического регулирования возбуждения, напряжения и реактивной мощности?Ответ. Предназначаются для:поддержания необходимых

Автоматическое ограничение снижения частоты (АОСЧ)

Автоматическое ограничение снижения частоты (АОСЧ) Вопрос. Для каких целей предназначен комплекс устройств АОСЧ?Ответ. Предназначен для предотвращения работы потребителей и оборудования охватываемого района при недопустимом снижении частоты. Характеристики АОСЧ

Автоматическое ограничение повышения частоты (АОПЧ)

Автоматическое ограничение повышения частоты (АОПЧ) Вопрос. Для каких целей предназначены устройства АОПЧ?Ответ. Предназначены для предотвращения недопустимого повышения частоты (до 55 Гц), при котором возможно срабатывание автоматов безопасности турбин ТЭС или АЭС, а

1.3.2. Частоты

1.3.2. Частоты При проведении эксперимента в сельских условиях сигнал с портативного трансивера был получен другим корреспондентом, находящимся в 22 м от меня – принят на идентичную радиостанцию, настроенную на те же частоты.При экспериментировании замечена интересная

2.8. Цель и регулирование

2.8. Цель и регулирование Мы описали первую половину действия сложного рефлекса, которая состоит в анализе ситуации с помощью иерархии классификаторов. Бывают случаи, когда вторая — исполнительная — половина рефлекса чрезвычайно проста и сводится к возбуждению какой-то

2.9. Как возникает регулирование

2.9. Как возникает регулирование Как могла в процессе эволюции возникнуть система, устроенная по схеме регулирования? Мы видим, что возникновение иерархически устроенных классификаторов может быть объяснено как результат совместного действия двух основных факторов

4.2. Организация, координация и регулирование процесса управления качеством

4.2. Организация, координация и регулирование процесса управления качеством За предварительным управлением, включающим в себя прогнозирование и планирование качества продукции, следует этап оперативного управления, который согласно теории управления состоит из

ЛЕКЦИЯ № 2. Техническое регулирование

ЛЕКЦИЯ № 2. Техническое регулирование 1. Основные понятия технического регулирования Основным нормативным документом, дающим определение и толкование технического регулирования, является Закон «О техническом регулировании». Исходя из определения, данного в этом

16. Правовое регулирование маркированной продукции

16. Правовое регулирование маркированной продукции Маркировка какой—либо продукции регламентируется Госстандартом или техническими условиями (ТУ). Маркировка продукции может быть: торговой, производственной, транспортной, специальной и пр. Общие требования к

§ 3.5 Эффекты Зеемана, Штарка и грависмещение частоты

§ 3.5 Эффекты Зеемана, Штарка и грависмещение частоты Данная модель молекулярного поля H0 не только пригодна в значительно большей степени, чем лоренцевская гипотеза, … для представления явлений эффекта Зеемана в их большом многообразии и с их характеристическими

ГЛАВА 9 У истоков радиоэлектроники и техники сверхвысокой частоты (СВЧ)

ГЛАВА 9 У истоков радиоэлектроники и техники сверхвысокой частоты (СВЧ) Открытие явления термоэлектронной эмиссииВ течение всего XX в. продолжалось триумфальное шествие электротехники и ее разнообразных практических применений в промышленности, сельском хозяйстве,

Беседа тринадцатая ОТ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ К КИНЕСКОПУ

Беседа тринадцатая ОТ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ К КИНЕСКОПУ Продолжая систематическое исследование каскадов телевизора, Любознайкин и Незнайкин изучат детектирование (где им придется столкнуться с проблемой полярности) и усиление по видеочастоте (где паразитные емкости играют

Источник