Grundsätze und experimentelle Analyse von Spannungsreglern in Stromsystemen

I. Analyse des Prinzips von Spannungsreglern in Energieversorgungssystemen

Bevor das Prinzip der Spannungsregler in Energieversorgungssystemen analysiert wird, ist es notwendig, den Erregerregler zu analysieren und Schlussfolgerungen durch Vergleiche zu ziehen. In der praktischen Anwendung verwendet der Erregerregler die Spannungabweichung als Rückführgröße zur Anpassung, um so die Generator-Schlusspunktspannung im Standardbereich zu halten. Allerdings erfordert dieser Typ von Spannungsregler, insbesondere bei Netzstörungen, eine große Menge an Blindleistung, um die Stabilität der Netzknotenspannung zu verbessern und die Qualität des Energieversorgungssystems sicherzustellen. Da das Hauptziel des Erregerreglers darin besteht, die Generator-Schlusspunktspannung zu kontrollieren, ist es schwierig, die Stabilität der Netzknotenspannung sicherzustellen.

In diesem Fall sollte der Spannungsregler verbessert werden. Relevante Studien zeigen, dass durch die Einführung der Systemspannung der Hauptspeisetransformator des Generators und der Erregerregler gemeinsam den Generator-Schlusspunkt steuern, wobei der Generator-Speisetransformator auf Basis der Kompensationsmethode gesteuert wird, während die Blindleistung des Generators erhöht wird, was die Stabilität des Energieversorgungssystems verbessert. Das Prinzip des Spannungsreglers in Energieversorgungssystemen besteht darin, den Generator durch die Einführung der entsprechenden Spannung zusammen mit der Erreger-Spannung zu steuern. Wenn die Drehzahl des Wechselstromgenerators zunimmt, reduziert der Spannungsregler des Energieversorgungssystems den Erregerstrom und den Fluss, um die Spannung zu stabilisieren, wodurch sichergestellt wird, dass das Stromnetz sicher und stabil arbeitet.

In der praktischen Anwendung besteht der Spannungsregler aus Komponenten wie dem Hochspannungsbus, dem Vorgabewert der Generator-Schlusspunktspannung, dem Verstärkungsfaktor, der Phasenkompensation, der Ausgangsbegrenzung und der Ein-/Ausschaltsteuerung. Der Zeitpunkt, zu dem der Spannungsregler des Energieversorgungssystems eingeschaltet oder ausgeschaltet wird, hat wenig Auswirkungen auf den Regler und die Leistung des Generators. Unter vergleichbaren Bedingungen kann der Spannungsregler des Energieversorgungssystems den Widerstand und die Blindwiderstand des Hauptspeisetransformators während des Betriebs bis zu einem gewissen Grad verringern; der Reduktionsgrad variiert mit dem Verhältnis des Vorgabewerts der Generator-Schlusspunktspannung, aber insgesamt hat er wenig Auswirkungen auf den Lastabfallkoeffizienten und den Leistungs-Lastabfallkoeffizienten.

Um jedoch einen Wettbewerb um Blindleistung zu vermeiden, wenn der Spannungsregler eines Zwei-Generator-Energieversorgungssystems aktiv abgeschaltet wird, müssen die parallel betriebenen Generatoren basierend auf dem korrigierten Lastabfallkoeffizienten eingestellt werden, wobei auch auf den Blindwiderstand und den Widerstand des Hauptspeisetransformators geachtet werden muss. Wenn der Blindwiderstand und der Widerstand des Hauptspeisetransformators des Spannungsreglers des Energieversorgungssystems abnehmen, sind der Blindwiderstand und der Widerstand des End-Hauptspeisetransformators in der Regel null. Wenn die Einheit basierend auf dem Lastabfallkoeffizienten arbeitet, sollten Bemühungen unternommen werden, um den Stabilitätswert des Energieversorgungssystems und die Unterstützung des Erreger-Systems für die Netzknotenspannung zu erhöhen. Die Sicherstellung der Stabilität des Energieversorgungssystems auf diese Weise stellt jedoch weiterhin bestimmte Herausforderungen dar.

II. Analyse von Experimenten mit Spannungsreglern in Energieversorgungssystemen

Im tatsächlichen Betrieb des Spannungsreglers in Energieversorgungssystemen, insbesondere wenn eine einzelne Einheit über eine Doppelleitung an ein unendliches Bus-System angeschlossen wird, können Kurzschlüsse in der Schaltung auftreten. Sobald ein Kurzschluss auftritt, sinken die Endspannung und die elektromagnetische Leistung. Zusammen mit der nicht angepassten Primärleistung neigt der Rotor dazu, sich zu beschleunigen, und die Blindleistung kann sogar erschöpft sein, was die Spannungsstabilität des Energieversorgungssystems untergräbt.

Traditionelle Erreger-Systeme können die Spannung nicht effektiv steuern. Im Gegensatz dazu führt die Hochspannungsseite-Steuerung der Endspannung, aufgrund der engen Verbindung zwischen dem Hochspannungsbus und dem System, tendenziell zu einem schnellen Spannungsabfall in der Anfangsphase einer Störung, wodurch seine Reaktion empfindlicher wird. Nach einem Kurzschluss steigen die Generator-Schlusspunktspannung und die Hochseite-Spannung des Hauptspeisetransformators schneller als mit dem Erregerregler, was die Spannung in kurzer Zeit stabilisiert und somit die Stabilität des Spannungsbus sichert.

Um den Spannungsregler des Energieversorgungssystems besser funktionieren zu lassen, sollte dessen System entsprechend berechnet werden. Während der Berechnung wird der Einfluss des Erreger-Steuerungsmodus auf die kritische Ausschaltaufzeit auf Basis einfacher Systeme und realer Systeme analysiert. Bei der Berechnung des Einzelmaschinen-Unendlich-Bus-Systems sollten die Struktur des Unendlich-Bus, das dynamische Modell des Generators, der Transformator-Widerstand und der Transformator-Widerstand des zweifachen Transformator-Netzes des Spannungsreglers des Energieversorgungssystems (Prinzipien und experimentelle Analyse, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Electric Equipment Co., Ltd.) geklärt werden. Auf dieser Grundlage wird die Kurzschlussstörung des Energieversorgungssystems analysiert und die entsprechenden Ergebnisse durch Simulationsberechnungen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Erregerregler und der Spannungsregler des Energieversorgungssystems wenig Korrelation mit der kritischen Ausschaltaufzeit haben.

Bei der Berechnung des realen Systems kann die Netzstruktur eines bestimmten Energieversorgungsunternehmens als Berechnungsnetzwerk verwendet werden, und der in Betrieb befindliche Generator eines bestimmten Kraftwerks wird entsprechend analysiert. Auf dieser Grundlage wird die Kurzschlussstörung des Energieversorgungssystems analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der Spannungsregler des Energieversorgungssystems unter der Störung nicht effektiv reagiert, wenn die kritische Ausschaltaufzeit den Standardwert erreicht.

Um den Spannungsregler des Energieversorgungssystems besser zu analysieren, sollte die einzelne Einheit direkt über eine einzelne Leitung an das Stromnetzsystem angeschlossen werden, der Hochspannungs-Schalter des Hauptspeisetransformators des Generators geschlossen werden (stelle sicher, dass der Leitungsschalter offen ist), und verschiedene Verstärkungsfaktoren basierend auf dieser Konfiguration ausgewählt werden. Die Erregersteuersysteme werden dann mithilfe der Simulation der Leerlaufspannungssprungantwort berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass, wenn der Verstärkungsfaktor zu groß ist, das Energieversorgungssystem Probleme mit der Leerlaufstabilität hat. Um dieses Problem besser zu lösen, ist es ratsam, die Steuerfunktion des Hochspannungsbus während des Leerlauftests zu verwenden.

Der Spannungsregler des Energieversorgungssystems kann auch am gleichen Bus analysiert werden. In der experimentellen Analyse sollte der Fokus darauf liegen, das Problem der Blindleistungverteilung zwischen parallelen Generatoren zu lösen. In der Praxis sollte die gleiche Spannung des Energieversorgungssystems justiert werden, um den gleichen positiven Lastabfall zu erreichen. Im tatsächlichen Betrieb eines Kraftwerks wurden Simulationsberechnungen verwendet, um den ursprünglichen Erregerregler mit dem Spannungsregler des Energieversorgungssystems zu kombinieren, und sie lösten gemeinsam den Mangel an Blindleistung des Energieversorgungssystems. Die Ergebnisse zeigen, dass es keinen Leistungswettbewerb während des Betriebs der Einheiten gab und die Verteilung der Blindleistung relativ vernünftig war.

III. Schlussfolgerung

Mit der ständigen Entwicklung der Informationstechnologie sind dynamische Fragen der Netzqualität zu einem Fokus für den sicheren und geordneten Betrieb von Stromnetzen geworden. Der alleinige Einsatz des ursprünglichen Erregerschalters kann das Ziel eines sicheren und geordneten Netzbetriebs nicht erreichen. In diesem Fall werden Kompensationseinrichtungen benötigt, um Spannungsprobleme zu lösen. Die Kombination aus Netzregler und Erregerschalter erfüllt praktische Anforderungen in gewissem Maße. Um den Netzregler jedoch besser im Stromnetz anwenden zu können, müssen sein Prinzip und die Testergebnisse analysiert werden.

Mit dem Fortschreiten der Zeiten werden neue Probleme im Stromnetz auftreten. Um diese Probleme besser zu lösen, ist eine weitere Analyse des Prinzips des Netzreglers erforderlich.