Principi i eksperimentalna analiza naponskih regulatora u elektroenergetskim sustavima

I. Analiza principa naponskih regulатора sustava snage

Prije analize principa naponskih regulатора u sustavu snage, potrebno je analizirati regulator buđenja i doći do zaključaka putem usporedbe. U praktičnoj primjeni, regulator buđenja koristi odstupanje napona kao povratnu veličinu za prilagodbu, čime se održava napon na završetku generatora unutar standardnog ranga. Međutim, ovaj tip naponskog regulatora, posebno tijekom problema u mreži, zahtijeva veliku količinu reaktivne snage kako bi se poboljšala stabilnost napona mreže i osigurala kvaliteta sustava snage. Budući da je glavni cilj regulatora buđenja kontrola napona na završetku generatora, teško je osigurati stabilnost napona mreže.

U tom slučaju, treba unaprijediti naponski regulator. Relevantna istraživanja pokazuju da uvodnjavanjem sustavnog napona, glavni transformator generatora i regulator buđenja zajedno kontroliraju završetak generatora, a step-up transformator generatora kontrolira se na temelju metode kompenzacije uz povećanje reaktivne snage generatora, čime se poboljšava stabilnost sustava snage. Princip naponskog regulatora sustava snage je kontrola generatora uvodeći odgovarajući napon zajedno s buđenjem. Kada brzina AC generatora poraste, naponski regulator sustava snage smanji struju buđenja i magnetni topline kako bi stabilizirao napon, čime se osigurava sigurno i stabilno funkcioniranje mreže.

U praktičnoj primjeni, naponski regulator sastoji se od komponenti poput visokonaponske busine, postavljene vrijednosti napona na završetku generatora, koeficijenta pojačanja, faze kompenzacije, ograničenja izlaza i upravljanja uključivanjem/isključivanjem. Trenutak uključivanja ili isključivanja naponskog regulatora sustava snage ima malo utjecaja na regulator i snagu generatora. Pod ekvivalentnim uvjetima, naponski regulator sustava snage može do neke mjere smanjiti otpor i reaktanciju glavnog transformatora tijekom rada; stupanj smanjenja varira s omjerom postavljene vrijednosti napona na završetku generatora, ali općenito, ima malo utjecaja na koeficijent nagiba i koeficijent padanja snage.

Međutim, kako bi se spriječila konkurencija reaktivne snage kada se naponski regulator dvogeneratornog sustava aktivno isključi, paralelni generatori na završetku trebaju biti postavljeni na temelju ispravljenog koeficijenta nagiba, uz istovremeno promatranje reaktance i otpora glavnog transformatora. Kada reaktancija i otpor glavnog transformatora naponskog regulatora sustava snage smanje, reaktancija i otpor glavnog transformatora na završetku obično su nula. Ako se jedinica operira na temelju koeficijenta nagiba, treba se truditi povećati stabilnost sustava snage i podršku buđenjskog sustava napona mreže. Međutim, osiguravanje stabilnosti sustava snage na taj način i dalje predstavlja određena izazova.

II. Analiza eksperimenata sa naponskim regulatorom sustava snage

U stvarnom radu naponskog regulatora sustava snage, posebno kada se pojedinačna jedinica spoji na beskonačni bus sustav preko dvostruke linije, mogu se dogoditi kratični putevi u kolu. Kada se dogodi kratični put, napon na završetku i elektromagnetska snaga će se smanjiti. Uz nerazrešenu snagu pokretača, rotor ima tendenciju da ubrzane, a reaktivna snaga može se čak i iscrpati, čime se podružuje stabilnost napona sustava snage.

Tradicionalni sistemi buđenja ne mogu učinkovito kontrolirati napon. Naprotiv, kontrola napona na visokonaponskom dijelu zbog bliske veze između visokonaponske busine i sustava, teži brzom padu napona na početnoj fazi greške, što čini njegovu reakciju osetljivijom. Nakon kratičnog puta, napon na završetku generatora i visoki napon na visokonaponskom dijelu glavnog transformatora brže porastu nego s regulatorom buđenja, stabilizirajući napon u kratkom vremenskom periodu i tako osiguravajući stabilnost naponske busine.

Da bi se omogućilo bolje funkcioniranje naponskog regulatora sustava snage, njegov sustav treba izračunati. Tijekom izračuna, analizira se utjecaj načina kontrole buđenja na ključno vrijeme otklanjanja na temelju jednostavnih sustava i stvarnih sustava. Pri izračunu sustava sa jednim generatorom i beskonačnim busom, treba pojasniti strukturu beskonačnog busa, dinamički model generatora, impedanciju transformatora i impedanciju dvostrukog transformatorskog sustava naponskog regulatora (Principi i Eksperimentalna Analiza, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Electric Equipment Co., Ltd.). Na temelju toga, analizira se kratični put u sustavu snage, a odgovarajući rezultati dobivaju se putem simulacijskih izračuna. Rezultati pokazuju da imaju malu povezanost između regulatora buđenja i naponskog regulatora sustava snage s ključnim vremenom otklanjanja.

Pri izračunu stvarnog sustava, mrežna struktura određenog elektrana može se koristiti kao izračunska mreža, a analizira se radni generator određenog elektrana. Na temelju toga, analizira se kratični put u sustavu snage. Rezultati pokazuju da kada je ključno vrijeme otklanjanja na standardnoj vrijednosti, naponski regulator sustava snage ne reagira efektivno pri grešci.

Kako bi se bolje analizirao naponski regulator sustava snage, pojedinačna jedinica se direktno spoji na mrežni sustav putem jedne linije, zatvara se visokonaponski prekidnik glavnog transformatora generatora (osiguravajući da je prekidnik linije otvoren), odabire se različite faktore pojačanja na temelju te konfiguracije, a sustav buđenja se analizira koristeći simulacijski izračun odziva generatora bez opterećenja na koraku napona. Rezultati pokazuju da ako je faktor pojačanja prevelik, sustav snage doživi probleme stabilnosti bez opterećenja. Da bi se bolje riješio ovaj problem, savjetuje se korištenje funkcije upravljanja visokonaponskom businom tijekom testa bez opterećenja.

Naponski regulator sustava snage može se također analizirati na istoj busini. U eksperimentalnoj analizi treba naglasiti rješavanje problema raspodjele reaktivne snage između paralelnih generatora. U praksi treba prilagoditi isti napon sustava snage kako bi se dostigao isti pozitivni nagib. U stvarnom radu elektrane, simulacijski izračuni su kombinirali originalni regulator buđenja s naponskim regulatorom sustava snage, i zajedno su riješili deficit reaktivne snage u sustavu snage. Rezultati pokazuju da nije bilo natjecanja snage tijekom rada jedinice, a raspodjela reaktivne snage bila je relativno razumna.

III. Zaključak

S neprestanim razvojem informacijske tehnologije, dinamični problemi kvalitete struje postali su fokus za siguran i uređen rad električnih mreža. Ovisnost samo o originalnom regulatoru pobude ne može ostvariti cilj sigurnog i uređenog rada mreže. U ovom slučaju, potrebni su kompenzacijski uređaji za rješavanje problema napona. Kombinacija regulatera napona elektroenergetske mreže i regulatora pobude u određenoj mjeri ispunjava praktične potrebe. Međutim, kako bi se bolje primijenio regulater napona elektroenergetske mreže u mreži, njegov princip i rezultati testiranja moraju biti analizirani.

Kako vremena prolaze, u električnoj mreži će se pojavljivati novi problemi. Za bolje rješavanje tih problema potrebna je daljnja analiza principa regulatera napona elektroenergetske mreže.