Principios e Análise Experimental de Reguladores de Voltaxe nos Sistemas Eléctricos

I. Análise do principio dos reguladores de tensión do sistema eléctrico

Antes de analizar o principio dos reguladores de tensión do sistema eléctrico, é necesario analizar o regulador de excitación e sacar conclusións a través da comparación. Na aplicación práctica, o regulador de excitación usa a desviación de tensión como cantidade de realimentación para axustar, mantendo así a tensión no terminal do xerador dentro do rango estándar. No entanto, este tipo de regulador de tensión, especialmente durante fallos na rede, require unha gran cantidade de potencia reactiva para mellorar a estabilidade da tensión da rede e asegurar a calidade do sistema eléctrico. Dado que o obxectivo principal do regulador de excitación é controlar a tensión no terminal do xerador, é difícil asegurar a estabilidade da tensión da rede.

Neste caso, o regulador de tensión debe mellorarse. Estudos relevantes mostran que introducindo a tensión do sistema, o transformador principal do xerador e o regulador de excitación controlarán xuntos o terminal do xerador, e o transformador elevador do xerador será controlado baseándose no método de compensación mentres se aumenta a potencia reactiva do xerador, mellorando así a estabilidade do sistema eléctrico. O principio do regulador de tensión do sistema eléctrico consiste en controlar o xerador introducindo a tensión correspondente xunto coa tensión de excitación. Cando a velocidade do xerador AC aumenta, o regulador de tensión do sistema eléctrico reducirá a corrente de excitación e o fluxo magnético para estabilizar a tensión, asegurando así a operación segura e estable da rede eléctrica.

Na aplicación práctica, o regulador de tensión do sistema eléctrico consta de compoñentes como a barramento de alta tensión, o punto de ajuste da tensión no terminal do xerador, o factor de amplificación, a compensación de fase, o límite de saída e o control de encendido/apagado. O momento en que se encende ou apaga o regulador de tensión do sistema eléctrico ten pouco impacto no regulador e na potencia do xerador. Ba condicións equivalentes, o regulador de tensión do sistema eléctrico pode reducir a certa extensión a resistencia e a reactancia do transformador principal durante a operación; o grao de redución varía con a relación do punto de ajuste da tensión no terminal do xerador, pero en xeral, ten pouco impacto no coeficiente de caída e no coeficiente de caída de potencia.

No entanto, para evitar a competencia de potencia reactiva cando o regulador de tensión dun sistema de dous xeradores é desactivado activamente, os xeradores paralelos ao terminal deben ser configurados baseándose na taxa de caída corrixida, prestando tamén atención á reactancia e á resistencia do transformador principal. Cando a reactancia e a resistencia do transformador principal do regulador de tensión do sistema eléctrico diminúen, a reactancia e a resistencia do transformador principal no terminal son xeralmente nulas. Se a unidade opera baseándose na taxa de caída, esforzos deben ser feitos para aumentar o valor de estabilidade do sistema eléctrico e o apoio do sistema de excitación á tensión da rede. No entanto, asegurar a estabilidade do sistema eléctrico desta maneira aínda presenta certos desafíos.

II. Análise das experiencias do regulador de tensión do sistema eléctrico

Na operación real do regulador de tensión do sistema eléctrico, especialmente cando unha unidade única está conectada a un sistema de barramento infinito a través dunha liña de dobre circuito, é probable que ocorran curtos circuitos no circuito. Cando ocorre un curto circuito, a tensión no terminal e a potencia electromagnética disminuirán. Xunto coa potencia do motor primario non axustada, o rotor tiende a acelerar, e a potencia reactiva pode incluso esgotarse, comprometendo así a estabilidade da tensión do sistema eléctrico.

Os sistemas de excitación tradicionais non poden controlar a tensión eficazmente. En contraste, o control do lado de alta tensión da tensión no terminal, debido á súa conexión estreita coa barramento de alta tensión e o sistema, tende a causar unha rápida caída de tensión no inicio do fallo, facendo a súa resposta máis sensible. Despois dun fallo de curto circuito, a tensión no terminal do xerador e a tensión do lado de alta do transformador principal suben máis rápido que co regulador de excitación, estabilizando a tensión nun tempo curto e assegurando así a estabilidade da barramento de tensión.

Para permitir que o regulador de tensión do sistema eléctrico funcione mellor, o seu sistema debe ser calculado en consecuencia. Durante o cálculo, analízase o impacto do modo de control de excitación no tempo crítico de limpeza baseándose en sistemas simples e sistemas reais. Ao calcular o sistema de barramento infinito de máquina única, deben quedar claras a estrutura de barramento infinito, o modelo dinámico do xerador, a impedancia do transformador e a impedancia do sistema de regulador de tensión do sistema de dous circuitos de transformador (Principios e Análise Experimental, Zheng Changquan, Compañía de Equipamentos Eléctricos de Guangzhou Baiyun). Sobre esta base, analízase o fallo de curto circuito do sistema eléctrico, e obtéñense os resultados correspondentes a través de cálculos de simulación. Os resultados mostran que o regulador de excitación e o regulador de tensión do sistema eléctrico teñen pouca correlación co tempo crítico de limpeza.

Ao calcular o sistema real, pódese usar a estrutura da rede dunha determinada compañía eléctrica como a rede de cálculo, e analizar o xerador en funcionamento dunha determinada central eléctrica. Sobre esta base, analízase o fallo de curto circuito do sistema eléctrico. Os resultados mostran que cando o tempo crítico de limpeza está no valor estándar, o regulador de tensión do sistema eléctrico non responde eficazmente baixo o fallo.

Para analizar mellor o regulador de tensión do sistema eléctrico, conecta a unidade única directamente ao sistema de rede a través dunha liña única, pecha o interruptor do lado de alta do transformador principal do xerador (asegurando que o interruptor da liña está aberto), selecciona diferentes factores de amplificación baseándose nesta configuración, e analiza o sistema de control de excitación usando o método de cálculo de simulación de resposta paso de tensión sen carga do xerador. Os resultados mostran que se o factor de amplificación é demasiado grande, o sistema eléctrico experimentará problemas de estabilidade sen carga. Para resolver este problema de xeito mellor, é aconsellable usar o método de función de control de barramento de alta tensión durante a proba sen carga.

O regulador de tensión do sistema eléctrico tamén pode ser analizado no mesmo barramento. Na análise experimental, debe dar prioridade á resolución do problema de distribución de potencia reactiva entre xeradores paralelos. Na práctica, a mesma tensión do sistema eléctrico debe ser axustada para lograr a mesma caída positiva. Na operación real dunha central eléctrica, usáronse cálculos de simulación para combinar o regulador de excitación orixinal co regulador de tensión do sistema eléctrico, e ambos abordaron xuntos o déficit de potencia reactiva do sistema eléctrico. Os resultados mostran que non houbo competencia de potencia durante a operación da unidade, e a distribución de potencia reactiva foi relativamente razonable.

III. Conclusión

Coa continuación do desenvolvemento da tecnoloxía da información, os problemas de calidade dinámica da enerxía eléctrica converteronse nun foco para a operación segura e ordenada das redes eléctricas. Confiar só no regulador de excitación orixinal non pode lograrse o obxectivo da operación segura e ordenada da rede. Neste caso, son necesarios dispositivos de compensación para resolver os problemas de voltaxe. A combinación do regulador de voltaxe do sistema eléctrico co regulador de excitación cumpre as necesidades prácticas ata certo punto. No entanto, para unha mellor aplicación do regulador de voltaxe do sistema eléctrico na rede eléctrica, é necesario analizar o seu principio e os resultados dos ensaios.

Conforme avanzan os tempos, emerxerán novos problemas na rede eléctrica. Para resolver mellor estes problemas, é necesario realizar unha análise máis profunda do principio do regulador de voltaxe do sistema eléctrico.