CC BY
60
БуКос, 2008. - 207 с.
4. Илюшин П.В. Подходы к оценке возможности обеспечения надежного электроснабжения потребителей за счет строительства объектов распределенной генерации» / П.В. Илюшин, Ю.Н. Кучерова // журнал «Электро» № 5, 2014 г.
5. Правила технической эксплуатации дизельных электростанций. - М.: Изд. ЭНАС. 2005 год. - 202 с.
6. ГОСТ Р 55231-2012. Системы автоматического регулирования частоты вращения (САРЧ) судовых, тепловозных и промышленных двигателей внутреннего сгорания. - М.: Стандартинформ 2013 год. - 18 с.
©Андрианова Л.П. , Илимбетов Ф. И., 2018
УДК 620.9 (571.16)
Андрианова Л.П.
Д-р техн. наук, профессор ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа e-mail: alp3003@yandex.ru Илимбетов Ф. И.
Магистрант
ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа
АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К УСТРОЙСТВАМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ВОЗБУЖДЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ГЕНЕРАТОРОВ В УСТАНОВКАХ
РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ
Аннотация
В статье проведен анализ требований, предъявляемых к автоматическим устройствам регулирования возбуждения и частоты вращения вала генераторов, применяемых в составе установок распределенной генерации.
Ключевые слова
распределенная генерация, генератор, автоматическое регулирование возбуждения
и частоты вращения вала.
Первичные автоматические системы регулирования возбуждения генераторов (АРВ) предназначены для [1]:
- поддержания заданного напряжения на шинах электростанции при изменении нагрузки с помощью регулирования тока возбуждения;
- обеспечения устойчивости параллельной работы генераторов и электростанций путем быстрой форсировки возбуждения при глубоких снижениях напряжения вследствие короткого замыкания (КЗ) в прилегающей сети;
- обеспечения не менее трехкратного номинального тока при близких коротких замыканиях, что необходимо для действия релейной защиты на отключение КЗ;
- удержания генератора в области допустимых режимов работы;
- обеспечения стабильной работы генератора в сети и параллельно с другими генераторами;
- реализации ряда технологических функций, в том числе защиты системы возбуждения; напряжение на выводах генератора изменяется путем воздействия на его возбуждение:
- увеличивая ток возбуждения, напряжение на выводах генератора повышается;
- уменьшая ток возбуждения, напряжение на выводах генератора понижается.
Применяемые АРВ должны соответствовать требованиям
ГОСТ 21558-2000 «Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия» и правилам технической эксплуатации электрических сетей и электростанций».
Наибольшее распространение в установках распределенной генерации получили бесщеточные системы возбуждения [2].
Функциональная схема системы АРВ, представленная на рисунке, включает в себя: автоматический регулятор возбуждения AV; тиристорный преобразователь иА, получающий сигнал управления от АРВ; силовой элемент - возбудитель, расположенный на валу агрегата.
В измерительном органе АРВ сигналы измерительных преобразователей преобразуются в сигналы постоянного тока, или в цифровой код, и затем рассчитываются параметры регулирования.
Вычислительный орган на основании этой информации и значения заданной уставки, которая вводится с помощью задатчика, формирует сигнал управления. Этот сигнал через усилительный и исполнительный органы управления управляет работой возбудителя GE, подающего ток возбуждения в обмотку ротора генератора G. Задатчиком можно управлять вручную или с помощью автоматической системы режимного управления.
Рисунок - Функциональная схема системы автоматического регулирования возбуждения
генератора с бесщеточным возбудителем
Отрицательная обратная связь стабилизирует процесс регулирования и при независимом возбуждении компенсирует инерционность обращенного синхронного генератора. В зависимости от закона управления током возбуждения различают АРВ: пропорционального действия; сильного действия.
Регулирование частоты обусловлено зависимостью производительности работы электрических машин от частоты.
В энергосистеме непрерывно меняется потребляемая мощность, а, следовательно, и вырабатываемая мощность. При увеличении потребляемой мощности скорость вращения вала генератора и частота в сети уменьшаются. При уменьшении потребляемой мощности скорость вращения вала генератора и частота в сети увеличиваются. Для поддержания постоянной частоты в энергосистеме необходимо постоянно регулировать выработку активной мощности генератора. Эта задача выполняется автоматическими регуляторами частоты вращения турбин.
Управляющее воздействие производится на заслонку впуска рабочего тела. Разновидности рабочих тел [3]: вода, пар, газ, дизельное топливо.
Система автоматического регулирования частоты вращения вала (АРЧВ) предназначена для:
~ 16 ~
поддержания частоты вращения турбины, пуска и останова агрегата, перераспределения нагрузки между агрегатами при параллельной их работе.
АРЧВ вала генератора может иметь астатическую или статическую характеристики регулирования. Характеристика при статическом регулировании выражается зависимостью f=y(P). В этом случае с увеличением нагрузки частота вращения вала генератора уменьшается. При астатическом регулировании частота не зависит от величины нагрузки.
При настройке регулятора на статическую характеристику, её определяющим параметром является коэффициент статизма. Статизм равен относительному изменению частоты при изменении нагрузки генератора от холостого хода до номинального значения.
Астатическую характеристику можно рассматривать как частный случай статического регулирования со статизмом, равным нулю.
Требования, предъявляемые к АРЧВ распределенной генерации:
- регулирование частоты должно осуществляться со статизмом s (степенью неравномерности регулирования), настраиваемым в пределах
4,0...5,0 % для энергоблоков с паровыми и газовыми турбинами и 2,0...4,0 % для ДВС [7],[8];
- в случае автономной работы возможно поддержание номинальной частоты небольшим количеством генерирующих установок, если s « 0 , т.е. f« const [9].
Работа генерирующего оборудования должна быть обеспечена в следующих диапазонах частот: 46,0.47,0 Гц в течение менее 1 сек.,
47,0.47,5 Гц в течение 30-40 сек. [10].
Объекты распределенной генерации, работающие параллельно с ЕЭС, должны обеспечивать обязательные требования, предъявляемые к устройствам АВР и АРВЧ, в соответствии с действующими нормативными документами [6].
Вывод. Объекты распределенной генерации должны участвовать в общем первичном регулировании напряжения и частоты с помощью устройств автоматики регулирования возбуждения генераторов (АРВ) и частоты вращения вала (АРВЧ), удовлетворяющих обязательным требованиям, предъявляемым к ним действующими нормативными документами.
Список использованной литературы: 1. Беляев А.В. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики (Часть 1) / А.В. Беляев. - М.: НТФ «Энергоэкспресс», 2010. - 84 с.: // [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик», Вып. 6 (138)].
4. Беляев А.В. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики (Часть 3) / А.В. Беляев, А.А. Юрганов.- М.: НТФ «Энергоэкспресс», 2010. - 90 с. // [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик»; Вып. 8 (140)].
5. Беляев А.В. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики (Часть 2) / А.В. Беляев. - М.: НТФ «Энергоэкспресс», 2010. - 84 с.: // [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик»; Вып. 7 (139)].
6. Волкова М.С. "Особенности схем выдачи мощности объектов распределенной генерации" / М.С. Волкова // журнал «Энергоэксперт» № 5, 2015 г., рубрика "Распределенная генерация". - 6 с.(7)
7. ГОСТ Р 55231-2012. Системы автоматического регулирования частоты вращения (САРЧ) судовых, тепловозных и промышленных двигателей внутреннего сгорания. - М.: Стандартинформ 2013 год. - 18 с.
8. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. - М.: Изд. Омега-Л. 2013 год. - 256 с.
9. Обеспечение надежного электроснабжения потребителей от объектов распределенной генерации при параллельной работе с сетью и в изолированном режиме / Илюшин П.В. - Казань 2015 Техническая инспекция ЕЭС. - 23 с.
10. Распоряжение правительства Российской Федерации от 20 октября 2015 г. № 2098-р. Москва. - 6 с.
©Андрианова Л.П. , Илимбетов Ф. И., 2018
