Регулирование напряжения на электростанциях

Рабочее напряжение на генераторах может изменяться в пределах от 0,95(У_Г 1ЮМ до 1,05(У_Гном. Например, для сети с напряжением 10 кВ и_Гном =10,5 кВ, а пределы изменения рабочего напряжения от 10 до 11 кВ.

Регулирование напряжения на шинах электрической станции производится автоматически с помощью быстродействующего автоматического регулятора возбуждения (АРВ) синхронных генераторов.

В зависимости от электрической схемы станции устройства регулирования напряжения могут выполняться различным образом. В общем случае можно выделить индивидуальные АРВ генераторов, к которым подводятся сигналы по напряжению и току генератора, а также устройства группового регулирования напряжения (ГРН), которые должны обеспечивать автоматическое распределение реактивной мощности между генераторами и поддерживать заданное напряжение U_c на шинах электростанции или в другой точке ЭЭС согласно заданному режиму работы. Кроме того, к управляющим устройствам регулирования напряжения на электростанции следует отнести блоки ограничения перегрузки ротора — ОП и ограничения минимального возбуждения — ОМВ, которые, как указано выше, связаны с условиями нагрева стали статора и ротора генератора и статической устойчивостью. На рис. 5.5 показана управляющая схема автоматического регулирования напряжения па электростанции.

Рис. 5.5. Схема автоматического регулирования напряжения на электростанции.

АРВ является первичным регулятором напряжения и аналогично АРС турбин при регулировании частоты имеет статизм (рис. 5.6). Характеристика регулирования APB I имеет крутизну, которая задается коэффициентом крутизны к_в.

где , U₀ — напряжение на шинах станции в исходном режиме.

Пересечение статической характеристики реактивной мощности потребления ЭЭС по напряжению EQ, =|/_(/((7) (рис. 5.6) с характеристикой APB 1 является рабочей точкой (а) исходного режима с напряжением на шинах станции U₀. Реактивная мощность исходного режима равна Q₀.

При изменении режима потребления реактивной мощности, например, увеличении потребления на AQ, в соответствии со статической характеристикой АРВ рабочая точка установится на пересечении новой статической характеристики EQ, + АО (точка Ь) — это стадия первичного регулирования напряжения устройством АРВ. Точке b соответствуют напряжение Uy и реактивная мощность Q_y, при этом Uу < Uо.

Для дополнительной корректировки напряжения на шинах станции используется вторичное регулирование напряжения с помощью устройства ГРН, которое воздействует на настройку (уставку) АРВ генераторов. При этом характеристика АРВ перемещается параллельно своему прежнему положению и устанавливается в положение 3, в котором пересекается с характеристикой EQ, + ДО в точке d. Напряжение на шинах станции восстанавливается до прежнего значения (7₀. Мощность генератора равна 0₂.

Рис. 5.6. Первичное и вторичное регулирование напряжения.

При отсутствии регулятора возбуждения (характеристика 2 с к_в = 0, рис. 5.6) напряжение на шинах станции снизилось бы до значения Ur.

При астатической характеристике первичного регулятора напряжения к_в=оо (4, рис. 5.6).

на всех генераторах станции их совместная работа не может быть организована, так как в этом случае возникает неопределенность в распределении реактивной мощности между генераторами. Статические регуляторы возбуждения генераторов обеспечивают распределение реактивной мощности между генераторами строго пропорционально коэффициентам крутизны характеристик АРВ.