Principis i Anàlisi Experimental de Reguladors de Tensió en Sistemes Elèctrics

I. Anàlisi del principi dels reguladors de tensió del sistema elèctric

Abans d'anàlitzar el principi dels reguladors de tensió del sistema elèctric, és necessari anàlitzar el regulador d'excitació i traure conclusions a través de la comparació. En l'aplicació pràctica, el regulador d'excitació utilitza la desviació de tensió com a quantitat de retroalimentació per a l'ajust, així mantenint la tensió terminal del generador dins de l'abast estàndard. No obstant això, aquest tipus de regulador de tensió, especialment durant els errors de xarxa, requereix una gran quantitat de potència reactiva per millorar la estabilitat de la tensió de la xarxa i assegurar la qualitat del sistema elèctric. Com que l'objectiu principal del regulador d'excitació és controlar la tensió terminal del generador, és difícil assegurar la estabilitat de la tensió de la xarxa.

En aquest cas, el regulador de tensió hauria de ser millorat. Estudis rellevants mostren que introduint la tensió del sistema, el transformador principal del generador i el regulador d'excitació controlaran conjuntament la terminal del generador, i el transformador elevador del generador serà controlat basant-se en el mètode de compensació mentre s'incrementa la potència reactiva del generador, així millorant la estabilitat del sistema elèctric. El principi del regulador de tensió del sistema elèctric és controlar el generador introduint la tensió corresponent juntament amb la tensió d'excitació. Quan la velocitat del generador AC augmenta, el regulador de tensió del sistema elèctric reduirà la corrent d'excitació i el flux magnètic per estabilitzar la tensió, assegurant així la operació segura i estable de la xarxa elèctrica.

En l'aplicació pràctica, el regulador de tensió del sistema elèctric consta de components com la barra de tensions alta, el punt de referència de la tensió terminal del generador, el factor d'amplificació, la compensació de fase, la limitació de sortida i el control d'encendido/apagado. El moment en què es gira el regulador de tensió del sistema elèctric té poca influència sobre el regulador i la potència del generador. En condicions equivalents, el regulador de tensió del sistema elèctric pot reduir la resistència i la reactància del transformador principal fins a un cert grau durant la operació; el grau de reducció varia amb la raó del punt de referència de la tensió terminal del generador, però en general, té poca influència sobre el coeficient de caiguda i el coeficient de caiguda de potència.

No obstant això, per prevenir la competició de potència reactiva quan el regulador de tensió d'un sistema elèctric de dos generadors es tanca activament, els generadors paral·lels a la terminal han de ser configurats basant-se en la taxa de caiguda corregida, mentre també s'ha de prestar atenció a la reactància i la resistència del transformador principal. Quan la reactància i la resistència del transformador principal del regulador de tensió del sistema elèctric disminueixen, la reactància i la resistència del transformador principal a la terminal són normalment zero. Si la unitat opera basant-se en la taxa de caiguda, s'haurien de fer esforços per incrementar el valor de la estabilitat del sistema elèctric i el suport del sistema d'excitació a la tensió de la xarxa. No obstant això, assegurar la estabilitat del sistema elèctric d'aquesta manera encara presenta certs reptes.

II. Anàlisi de les experiments del regulador de tensió del sistema elèctric

En la operació real del regulador de tensió del sistema elèctric, especialment quan una unitat única es connecta a un sistema de bus infinit mitjançant una línia doble, és probable que ocorrin circuits tancats en el circuit. Un cop ocorre un circuit tancat, la tensió terminal i la potència electromagnètica disminuiran. Juntament amb la potència no ajustada del motor principal, el rotor tendeix a accelerar, i la potència reactiva pot esgotar-se, minvant així la estabilitat de la tensió del sistema elèctric.

Els sistemes d'excitació tradicionals no poden controlar la tensió efectivament. En contraposició, el control de la tensió terminal al costat de tensions alta, degut a la connexió estreta entre la barra de tensions alta i el sistema, tendeix a causar una disminució ràpida de la tensió en la fase inicial de l'error, fent que la seva resposta sigui més sensible. Després d'un error de curtcircuí, la tensió terminal del generador i la tensió del costat de tensions alta del transformador principal augmenten més ràpidament que amb el regulador d'excitació, estabilitzant la tensió en un temps curt i assegurant així la estabilitat de la barra de tensions.

Per permetre que el regulador de tensió del sistema elèctric funcioni millor, el seu sistema hauria de ser calculat en conseqüència. Durant el càlcul, s'analitza l'impacte del mode de control d'excitació en el temps crític de desconnectar basant-se en sistemes simples i sistemes reals. Quan es calcula el sistema de bus infinit d'una màquina, s'han de clarificar l'estructura de bus infinit, el model dinàmic del generador, la impedància del transformador i la impedància del sistema de regulador de tensió del transformador de dues circuits (Principis i Anàlisi Experimental, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Electric Equipment Co., Ltd.). A partir d'aquesta base, s'analitza l'error de curtcircuí del sistema elèctric, i es obtenen els resultats corresponents mitjançant càlculs de simulació. Els resultats mostren que el regulador d'excitació i el regulador de tensió del sistema elèctric tenen poca correlació amb el temps crític de desconnectar.

Quan es calcula el sistema real, es pot utilitzar l'estructura de la xarxa d'una determinada companyia elèctrica com a xarxa de càlcul, i es pot analitzar el generador en funcionament d'una determinada central elèctrica. A partir d'aquesta base, s'analitza l'error de curtcircuí del sistema elèctric. Els resultats mostren que quan el temps crític de desconnectar està al valor estàndard, el regulador de tensió del sistema elèctric no respon efectivament sota l'error.

Per analitzar millor el regulador de tensió del sistema elèctric, es connecta la unitat única directament al sistema de xarxa mitjançant una línia única, es tanca l'interruptor del costat de tensions alta del transformador principal del generador (assegurant que l'interruptor de la línia estigui obert), es seleccionen diferents factors d'amplificació basant-se en aquesta configuració, i s'analitza el sistema de control d'excitació utilitzant el mètode de càlcul de simulació de la resposta de pas de tensió sense càrrega del generador. Els resultats mostren que si el factor d'amplificació és massa gran, el sistema elèctric experimentarà problemes d'estabilitat sense càrrega. Per resoldre millor aquest problema, és recomanable utilitzar el mètode de control de la barra de tensions alta durant la prova sense càrrega.

El regulador de tensió del sistema elèctric també es pot analitzar en la mateixa barra. En l'anàlisi experimental, s'ha de posar èmfasi en resoldre el problema de distribució de potència reactiva entre els generadors paral·lels. En la pràctica, la mateixa tensió del sistema elèctric hauria de ser ajustada per aconseguir la mateixa caiguda positiva. En la operació real de la central elèctrica, es van utilitzar càlculs de simulació per combinar el regulador d'excitació original amb el regulador de tensió del sistema elèctric, i van abordar conjuntament la deficiència de potència reactiva del sistema elèctric. Els resultats mostren que no hi va haver competició de potència durant l'operació de la unitat, i la distribució de potència reactiva va ser relativament raonable.

III. Conclusió

Amb el desenvolupament continu de la tecnologia de la informació, els problemes dinàmics de qualitat de l'energia han esdevingut un focus per a una operació segura i ordenada de les xarxes elèctriques. Depenent només del regulador d'excitació original no es pot assolir l'objectiu d'una operació segura i ordenada de la xarxa. En aquest cas, són necessaris dispositius de compensació per solucionar els problemes de tensió. La combinació del regulador de tensió del sistema elèctric amb el regulador d'excitació compleix en certa mesura les necessitats pràctiques. No obstant això, per aplicar millor el regulador de tensió del sistema elèctric a la xarxa, cal analitzar-ne el principi i els resultats de les proves.

A mesura que avança el temps, apareixeran nous problemes a la xarxa elèctrica. Per solucionar millor aquests problemes, cal un anàlisi més profund del principi del regulador de tensió del sistema elèctric.