Načela in eksperimentalna analiza napetostnih regulirnikov v električnih sistemih

I. Analiza načela naprav za regulacijo napetosti v sistemih z energijo

Pred analizo načela naprav za regulacijo napetosti v sistemih z energijo je potrebno analizirati regulator vzbudnega toka in izpeljati zaključke preko primerjave. V praksi uporablja regulator vzbudnega toka odstopanje napetosti kot povratna količina za prilagajanje, s tem pa ohranja napetost pri generatorju znotraj standardnega obsega. Vendar ta tip regulatorja napetosti, še posebej med težavami v omrežju, zahteva veliko reaktivne moči, da izboljša stabilnost napetosti v omrežju in zagotovi kakovost sistema z energijo. Ker je glavni cilj regulatorja vzbudnega toka kontrola napetosti pri generatorju, je težko zagotoviti stabilnost napetosti v omrežju.

V tem primeru bi morala biti naprava za regulacijo napetosti izboljšana. Pridružene raziskave kažejo, da z uvedbo sistemske napetosti bosta glavni transformator generatorja in regulator vzbudnega toka skupaj nadzorovala končno napetost pri generatorju, hkrati pa bo generatorji povečali reaktivno moč, kar bo izboljšalo stabilnost sistema z energijo. Načelo naprave za regulacijo napetosti v sistemu z energijo je, da nadzira generator z uvedbo ustrezne napetosti skupaj s vzbudno napetostjo. Ko se hitrost AC generatorja poveča, bo regulator napetosti v sistemu z energijo zmanjšal tok vzbudnega toka in magnetno tokovno gustomero, da stabilizira napetost, s tem pa zagotovi varno in stabilno delovanje električnega omrežja.

V praksi se naprava za regulacijo napetosti v sistemu z energijo sestavlja iz komponent, kot so visokonapetostna busna postaja, referenčna vrednost končne napetosti pri generatorju, faktor povečevanja, faza popravka, omejevanje izhoda in vklop/izklop nadzora. Čas, ko se naprava za regulacijo napetosti v sistemu z energijo vklopi ali izklopi, ima majhen vpliv na regulator in moč generatorja. Pod enakovrednimi pogoji lahko naprava za regulacijo napetosti v sistemu z energijo do določene mere zmanjša upornost in reaktivno upornost glavnega transformatorja med delovanjem; stopnja zmanjšanja se spreminja glede na razmerje referenčne vrednosti končne napetosti pri generatorju, vendar v splošnem ima majhen vpliv na koeficient padca in koeficient padca moči.

Vendar, da se prepreči konkurenca reaktivne moči, ko se aktivno izklopi regulator napetosti v sistemu z dvema generatorjema, morajo biti končni vzporedni generatorji nastavljeni na osnovi popravljenega koeficienta padca, hkrati pa je treba pozornost nameniti reaktivni upornosti in upornosti glavnega transformatorja. Ko se reaktivna upornost in upornost glavnega transformatorja naprave za regulacijo napetosti v sistemu z energijo zmanjšata, so reaktivna upornost in upornost končnega glavnega transformatorja običajno nič. Če enota deluje na osnovi koeficienta padca, bi se morali posvetiti povečanju stabilnosti sistema z energijo in podpori vzbudnega sistema za napetost v omrežju. Vendar še vedno predstavlja določene izzive zagotovitev stabilnosti sistema z energijo na ta način.

II. Analiza eksperimentov z napravami za regulacijo napetosti v sistemih z energijo

V dejanskem delovanju naprave za regulacijo napetosti v sistemu z energijo, še posebej, ko je eden enot povezan z neskončnim busom preko dvojnega črta, je verjetno, da se v črtu pojavi kratki spoj. Ko pride do kratkega spoja, se bo končna napetost in elektromagnetna moč zmanjšala. Tudi zaradi neprilagojene moči pogonskega motorja se rotor bo tendiral k pospeševanju, reaktivna moč pa se celo lahko izčrpa, s tem pa destabilizira napetost v sistemu z energijo.

Tradicionalni sistemi vzbudnega toka ne morejo učinkovito nadzirati napetosti. V nasprotju s tem, nadzor visoke strani končne napetosti, zaradi tesne povezanosti visokonapetostne busne postaje in sistema, lahko na začetku težave povzroči hitro padec napetosti, kar naredi njegov odziv bolj občutljiv. Po kratkem spoju se bo končna napetost pri generatorju in visokonapetostna stran glavnega transformatorja hitreje povečala kot pri regulatorju vzbudnega toka, stabilizirala pa bo napetost v kratkem času, s tem pa zagotovila stabilnost napetostnega busa.

Da bi omogočili, da naprava za regulacijo napetosti v sistemu z energijo bolje deluje, bi morali biti njeni sistemi ustrezno izračunani. Med izračunom se analizira vpliv načina nadzora vzbudnega toka na ključni čas izklopa na podlagi preprostih sistemov in dejanskih sistemov. Pri izračunu enotskega neskončnega busa morajo biti pojasnjeni neskončni busni struktura, dinamični model generatorja, upornost transformatorja in upornost dvojnega črta transformatorja naprave za regulacijo napetosti v sistemu z energijo (Principi in Eksperimentalna Analiza, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Electric Equipment Co., Ltd.). Na tej osnovi se analizira kratki spoj v sistemu z energijo, rezultati pa so pridobljeni preko simulacijskih izračunov. Rezultati kažejo, da imajo regulator vzbudnega toka in naprava za regulacijo napetosti v sistemu z energijo majhen vpliv na ključni čas izklopa.

Pri izračunu dejanskega sistema se lahko uporabi mrežna struktura določenega električnega podjetja kot izračunska mreža, analizira pa se tudi delujoči generator v določeni elektrarni. Na tej osnovi se analizira kratki spoj v sistemu z energijo. Rezultati kažejo, da, ko je ključni čas izklopa na standardni vrednosti, naprava za regulacijo napetosti v sistemu z energijo ne odgovori učinkovito pod težavo.

Za boljšo analizo naprave za regulacijo napetosti v sistemu z energijo se enota neposredno poveže s sistemom z energijo preko enega črta, zapre se zgornji preklopnik glavnega transformatorja generatorja (poskrbimo, da je preklopnik črta odprt), izbere se različni faktor povečevanja glede na to konfiguracijo in analizira se sistem nadzora vzbudnega toka z metodo simulacijskega izračuna odziva koraka brez opterečenosti generatorja. Rezultati kažejo, da, če je faktor povečevanja prevelik, bo sistem z energijo doživel težave z stabilnostjo brez opterečenosti. Za boljše reševanje tega problema je priporočljivo uporabiti metodo funkcije nadzora visokonapetostne busne postaje med testom brez opterečenosti.

Naprava za regulacijo napetosti v sistemu z energijo lahko tudi analizira isti bus. V eksperimentalni analizi bi se moralo poudariti reševanje problema porazdelitve reaktivne moči med vzporednimi generatorji. V praksi bi morala biti ista napetost v sistemu z energijo prilagojena, da doseže isto pozitivno padnjo. V dejanskem delovanju elektrarne so bile uporabljene simulacijske metode, da se kombinira originalni regulator vzbudnega toka z napravo za regulacijo napetosti v sistemu z energijo, ki sta skupaj reševala primanjkljaj reaktivne moči v sistemu z energijo. Rezultati kažejo, da ni bilo tekmovalne moči med delovanjem enote, porazdelitev reaktivne moči pa je bila relativno razumna.

III. Zaključek

Z nenehnim razvojem informacijske tehnologije so dinamični vprašanja kakovosti električne energije postala fokus za varno in urejen delovanje elektroenergetskega omrežja. Odvisnost samo od izvirnega regulatorja vzbuševanja ne more doseči cilja varnega in urejenega delovanja omrežja. V tem primeru so potrebni kompenzacijski napravi za reševanje problemov z napetostjo. Kombinacija regulatorja napetosti sistema električne energije in regulatorja vzbuševanja do določene mere zadovoljuje praktične potrebe. Vendar pa je, da bi bolje uporabili regulator napetosti sistema električne energije v omrežju, potrebna analiza njegovih principov in rezultatov preskusov.

S potekom časa bodo v elektroenergetskem omrežju nastajali novi problemi. Za boljše reševanje teh problemov je potrebna nadaljnja analiza principov regulatorja napetosti sistema električne energije.