Принципи и експериментален анализ на регулаторите на напрежението в електроенергийните системи

I. Анализ принципа на регулаторите на напрежението в електроенергийната система

Преди да анализираме принципа на регулаторите на напрежението в електроенергийната система, е необходимо да се анализира регулаторът за възбуда и да се направят заключения чрез сравнение. В практическия приложение регулаторът за възбуда използва отклонението на напрежението като обратна връзка за корекция, като по този начин поддържа напрежението на генератора в стандартния диапазон. Но този тип регулатор на напрежението, особено при аварии в мрежата, изисква голямо количество реактивна мощност, за да подобри стабилността на напрежението в мрежата и да гарантира качеството на електроенергийната система. Тъй като основната цел на регулатора за възбуда е да контролира напрежението на генератора, е трудно да се гарантира стабилността на напрежението в мрежата.

В този случай регулаторът на напрежението трябва да бъде подобрен. Съответните изследвания показват, че чрез въвеждане на системното напрежение, главният трансформатор на генератора и регулаторът за възбуда ще контролират общо края на генератора, а повишаващият трансформатор на генератора ще бъде контролиран на основата на метода за компенсация, като увеличава реактивната мощност на генератора, което подобрява стабилността на електроенергийната система. Принципът на регулатора на напрежението в електроенергийната система е да контролира генератора, чрез въвеждане на съответното напрежение заедно с възбудителното напрежение. Когато скоростта на AC генератора се увеличава, регулаторът на напрежението в електроенергийната система намалява възбудителния ток и магнитния поток, за да стабилизира напрежението, като по този начин осигурява безопасна и стабилна работа на електрическата мрежа.

В практическото приложение регулаторът на напрежението в електроенергийната система се състои от компоненти като високонапрежената шина, зададената стойност на напрежението на края на генератора, коефициент на усилване, фазова компенсация, ограничение на изхода и управление на включване/изключване. Моментът, в който регулаторът на напрежението в електроенергийната система се включва или изключва, има малко влияние върху регулатора и мощността на генератора. При равни условия, регулаторът на напрежението в електроенергийната система може до известна степен да намали съпротивлението и реактивното съпротивление на главния трансформатор при работа; степента на намаление варира според соотношението на зададената стойност на напрежението на края на генератора, но в цялост има малко влияние върху коефициента на падане и коефициента на падане на мощността.

Обаче, за да се предотврати конкуренцията на реактивната мощност, когато регулаторът на напрежението на двугенераторна електроенергийна система е активно изключен, паралелните генератори на края трябва да бъдат зададени на основата на коригираната скорост на падане, като същевременно се обръща внимание на реактивното съпротивление и съпротивлението на главния трансформатор. Когато реактивното съпротивление и съпротивлението на главния трансформатор на регулатора на напрежението в електроенергийната система намалеят, реактивното съпротивление и съпротивлението на главния трансформатор на края обикновено са нула. Ако единицата работи на основата на скоростта на падане, усилията трябва да се насочат към увеличаване на стойността на стабилността на електроенергийната система и подкрепата на възбудителната система за напрежението в мрежата. Обаче, осигуряването на стабилността на електроенергийната система по този начин все още представлява определени предизвикателства.

II. Анализ на експерименти с регулатори на напрежението в електроенергийната система

В действителната работа на регулатора на напрежението в електроенергийната система, особено когато единична единица е свързана с безкрайна шина чрез двуконтурна линия, вероятно ще се случат къси съединения в контура. Един жълтичен съединение, терминалното напрежение и електромагнитната мощност ще намалеят. Съчетанието с неадресираната мощност на приводната машина води до ускоряване на ротора, а реактивната мощност дори може да бъде изчерпана, което подкопава стабилността на напрежението в електроенергийната система.

Традиционните възбудителни системи не могат да контролират ефективно напрежението. В сравнение, контролът на напрежението на високонапрежената страна, поради тясна връзка между високонапрежената шина и системата, тенденцията е да причини бързо падане на напрежението в началната фаза на дефект, правейки отговора му по-чувствителен. След късо съединение, напрежението на края на генератора и напрежението на високата страна на главния трансформатор се увеличават по-бързо от регулатора за възбуда, стабилизиращ напрежението за кратко време и така осигурявайки стабилността на напрежението на шината.

За да позволи на регулатора на напрежението в електроенергийната система да функционира по-добре, системата му трябва да бъде изчислена съответно. По време на изчисленията, се анализира въздействието на режима на контрол на възбудата върху критичното време за изчистване, базирано на проста система и реална система. При изчисленията на едномашинна безкрайна шина, трябва да се разграничават структурата на безкрайната шина, динамичната модел на генератора, импеданса на трансформатора и импеданса на двуконтурния трансформатор на регулатора на напрежението в електроенергийната система (Принципи и експериментален анализ, Женг Чангчуан, Гуанджоу Байюн Електрооборудование Ко., Лтд.). На тази основа, се анализира късото съединение на електроенергийната система, и се получават съответните резултати чрез симулационни изчисления. Резултатите показват, че регулаторът за възбуда и регулаторът на напрежението в електроенергийната система имат малка корелация с критичното време за изчистване.

При изчисленията на реалната система, мрежовата структура на определена електроенергийна компания може да се използва като изчислителна мрежа, и се анализира работещият генератор на определена електроцентрала. На тази основа, се анализира късото съединение на електроенергийната система. Резултатите показват, че, когато критичното време за изчистване е на стандартната стойност, регулаторът на напрежението в електроенергийната система не реагира ефективно при дефекта.

За да се анализира по-добре регулаторът на напрежението в електроенергийната система, едничката единица трябва да бъде свързана директно с мрежовата система чрез една линия, затворете високонапреженната ключалка на главния трансформатор на генератора (осигурете, че ключалката на линията е отворена), изберете различни коефициенти на усилване на основата на тази конфигурация, и анализирайте възбудителната система, използвайки метода за симулационно изчисление на стъпковия отговор на безнагласното напрежение на генератора. Резултатите показват, че, ако коефициентът на усилване е твърде голям, електроенергийната система ще преживее проблеми с безнагласна стабилност. За да се реши по-добре този проблем, е препоръчително да се използва методът за контрол на високонапреженната шина по време на безнагласните тестове.

Регулаторът на напрежението в електроенергийната система може също да бъде анализиран на същата шина. В експерименталния анализ, трябва да се обърне специално внимание на решаването на проблема с разпределението на реактивната мощност между паралелните генератори. В практика, същото напрежение на електроенергийната система трябва да бъде коригирано, за да се постигне същата положителна скорост на падане. В действителната работа на електроцентралата, се използваха симулационни изчисления, за да се комбинира оригиналеният регулатор за възбуда с регулатора на напрежението в електроенергийната система, и те заедно се справиха с недостига на реактивната мощност на електроенергийната система. Резултатите показват, че нямаше конкуренция на мощността по време на операцията на единицата, и разпределението на реактивната мощност беше относително разумно.

III. Заключение

С непрекъснатото развитие на информационните технологии динамичните проблеми с качеството на електроенергията са станали фокус за безопасна и редовна работа на електрическата мрежа. Основаването се само на оригинален регулатор на възбуждане не може да постигне целта за безопасна и редовна работа на мрежата. В този случай са необходими компенсиращи устройства за решаване на проблеми с напрежението. Комбинацията от регулатор на напрежението в електроенергийната система и регулатор на възбуждане отговаря до известна степен на практически нужди. Но за да бъде по-добре приложено устройството за регулиране на напрежението в електроенергийната система в електрическата мрежа, е необходимо да се анализират принципите му и резултатите от изпитването.

С прогреса на времето, в електрическата мрежа ще възникват нови проблеми. За да бъдат по-добре решени тези проблеми, е необходим по-нататъшен анализ на принципа на регулатора на напрежението в електроенергийната система.