Zásady a experimentální analýza napěťových stabilizátorů v elektrických systémech

I. Analýza principu napěťových regulátorů elektrického systému

Před analýzou principu napěťových regulátorů elektrického systému je třeba analyzovat regulační člen excitační soustavy a vyvodit závěry prostřednictvím srovnání. V praxi používá regulační člen excitační soustavy odchylku napětí jako zpětnou vazbu pro úpravu, což umožňuje udržovat napětí na konci generátoru v standardním rozsahu. Tento typ napěťového regulátoru, zejména během poruch v síti, vyžaduje velké množství reaktivního výkonu k zlepšení stability napětí v síti a zajištění kvality elektrického systému. Protože hlavním cílem regulačního členu excitační soustavy je ovládání napětí na konci generátoru, je obtížné zaručit stabilitu napětí v síti.

V takovém případě by měl být napěťový regulátor vylepšen. Související studie ukazují, že zavedením systémového napětí společně kontrolují hlavní transformátor generátoru a regulační člen excitační soustavy konec generátoru, a generátorový stoupací transformátor bude ovládán na základě kompenzační metody, zatímco se zvyšuje reaktivní výkon generátoru, čímž se zlepší stabilita elektrického systému. Princip napěťového regulátoru elektrického systému spočívá v ovládání generátoru zavedením odpovídajícího napětí spolu s excitačním napětím. Když se zvýší rychlost střídavého generátoru, sníží napěťový regulátor elektrického systému excitační proud a magnetický tok, aby stabilizoval napětí a zabezpečil bezpečnou a stabilní operaci elektrické sítě.

V praxi se napěťový regulátor elektrického systému skládá z komponent, jako jsou vysokonapěťová sběrnice, nastavení napětí na konci generátoru, koeficient zesílení, fázová kompenzace, omezení výstupu a ovládání zapnutí a vypnutí. Okamžik zapnutí nebo vypnutí napěťového regulátoru elektrického systému má malý dopad na regulátor a výkon generátoru. Za ekvivalentních podmínek může napěťový regulátor elektrického systému do určité míry snížit odpor a reaktanci hlavního transformátoru během provozu; stupeň snížení se liší v závislosti na poměru nastavení napětí na konci generátoru, ale celkově má malý dopad na koeficient propadu a koeficient propadu výkonu.

Nicméně, aby se zabránilo konkurenci reaktivního výkonu při aktivním vypnutí napěťového regulátoru dvougenerátorového elektrického systému, je třeba nastavit paralelní generátory na konci na základě opraveného koeficientu propadu, a zároveň je třeba dbát na reaktanci a odpor hlavního transformátoru. Když klesne reaktance a odpor hlavního transformátoru napěťového regulátoru elektrického systému, je obvykle nulová reaktance a odpor hlavního transformátoru na konci. Pokud jednotka funguje na základě koeficientu propadu, měla by se usilovat o zvýšení hodnoty stability elektrického systému a podpory excitační soustavy pro napětí v síti. Zajištění stability elektrického systému tímto způsobem stále představuje určité výzvy.

II. Analýza experimentů s napěťovými regulátory elektrického systému

Během skutečného provozu napěťového regulátoru elektrického systému, zejména když je jednotka připojena k nekonečné sběrnici prostřednictvím dvojitých vedení, mohou dojít k krátkým obvodům v obvodu. Jakmile dojde k krátkému obvodu, klesne napětí na konci a elektromagnetický výkon. Spojeno s neupraveným výkonem pohonu rotoru, rotor se může zrychlit, a dokonce může docházet ke vycerpání reaktivního výkonu, což oslabuje stabilitu napětí elektrického systému.

Tradiční excitační soustavy nemohou efektivně kontrolovat napětí. Naopak, ovládání napětí na vysokonapěťové straně, díky blízkému spojení mezi vysokonapěťovou sběrnici a systémem, má tendenci způsobit rychlé klesání napětí v počáteční fázi poruchy, což způsobuje jeho citlivější reakci. Po krátkém obvodu se napětí na konci generátoru a napětí na vysokonapěťové straně hlavního transformátoru zvýší rychleji než s regulačním členem excitační soustavy, stabilizuje napětí v krátké době a tím zajišťuje stabilitu napěťové sběrnice.

Aby napěťový regulátor elektrického systému fungoval lépe, by měl být jeho systém příslušně vypočten. Během výpočtu se analyzuje dopad režimu ovládání excitační soustavy na kritický čas odstranění na základě jednoduchých systémů a skutečných systémů. Při výpočtu systému s jedním generátorem a nekonečnou sběrnicí by měly být zjasněny struktura nekonečné sběrnice, dynamický model generátoru, impedance transformátoru a impedance dvouvederného transformátoru napěťového regulátoru elektrického systému (Principy a experimentální analýza, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Electric Equipment Co., Ltd.). Na tomto základě se analyzuje krátký obvod v elektrickém systému a odpovídající výsledky se získají prostřednictvím simulačních výpočtů. Výsledky ukazují, že regulační člen excitační soustavy a napěťový regulátor elektrického systému mají malou korelaci s kritickým časem odstranění.

Při výpočtu skutečného systému lze použít síťovou strukturu určitého elektrárenského podniku jako výpočetní síť a odpovídajícím způsobem analyzovat pracující generátor určité elektrárny. Na tomto základě se analyzuje krátký obvod v elektrickém systému. Výsledky ukazují, že při kritickém čase odstranění v normativní hodnotě napěťový regulátor elektrického systému neodpovídá efektivně za poruchy.

Aby bylo možné lépe analyzovat napěťový regulátor elektrického systému, připojte jednotku přímo k síťovému systému jedním vedením, zavřete vypínač na vysokonapěťové straně hlavního transformátoru generátoru (zajistěte, aby byl vypínač vedení otevřen) a na základě tohoto nastavení vyberte různé koeficienty zesílení a analyzujte excitační ovládací systém pomocí simulovaných výpočtů odezvy na krokovou změnu bezzátěžového napětí generátoru. Výsledky ukazují, že pokud je koeficient zesílení příliš velký, elektrický systém zažije problémy s bezzátěžovou stabilitou. Aby bylo možné tento problém lépe řešit, je vhodné použít funkci ovládání vysokonapěťové sběrnice během bezzátěžového testu.

Napěťový regulátor elektrického systému lze také analyzovat na stejné sběrnici. Při experimentální analýze by se měl klást důraz na řešení problému distribuce reaktivního výkonu mezi paralelními generátory. V praxi by mělo být upraveno stejné napětí elektrického systému, aby byl dosažen stejný pozitivní koeficient propadu. V praxi byly simulované výpočty použity k kombinaci původního regulačního členu excitační soustavy s napěťovým regulátorem elektrického systému, které společně řešily nedostatek reaktivního výkonu v elektrickém systému. Výsledky ukazují, že během provozu jednotek nedocházelo k konkurenci výkonu a distribuce reaktivního výkonu byla relativně rozumná.

III. Závěr

S neustálým rozvojem informačních technologií se dynamické problémy s kvalitou elektrické energie staly klíčovým faktorem pro bezpečné a řádné fungování elektrických sítí. Pouhá spolehlivost původního vzrušovače již nestačí k dosažení cíle bezpečného a řádného provozu sítě. V takovém případě jsou potřebná kompenzační zařízení pro řešení problémů s napětím. Kombinace regulátoru napětí elektrického systému a vzrušovače do jisté míry splňuje praktické potřeby. Aby však byl regulátor napětí elektrického systému lépe použitelný v elektrické síti, je třeba analyzovat jeho princip a výsledky zkoušek.

V duchu postupujícího času budou v elektrické síti vznikat nové problémy. Pro jejich lepší řešení je třeba dále analyzovat princip regulátoru napětí elektrického systému.