автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Параллельная работа асинхронных генераторов микрогидроэлектростанции

ТСЙСКЙЯ 1КДОгтаШ«ШШ Л5©КРСЙТЕТ

На права* рукопяся Ш 621.313

шяидашмг РАБОТА лшатт ШЕРАТОРСЗ . {дашироэяэтгостАишй

âBTOPEOBPAT

дассврмщя» но ccacaasíe учеиоЗ «emra кьнда^&тэ 'xaxim^iecKüx е«ук

Iokck - ISS3

Работа BimoJL ана на кафедре электрических машин и аппаратов Томского политехнического университета,. * •

Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профоссор Сипайлов Г.А.

кандидат технических наук, доцент Лукутин Б.В.

Официальные -оппоненты: доктор техшчоехил наук, профессор Лоос A.B.

кандидат технических наук Гусельников А,Э.

Ведущая организация: НПО "Пйлюз", г.Томск

Научный руководители:

Защита диссертации состоится 39 дэкебря 1993 г. в актовом пало главного корпуса в 15-00 па яаЬедании спеггивлизиро-ванного совета К.053.80.01 в Томском политохничаском университете (634004, г.Томок, цр.Лзжота-, SO).

С диссертацией можно ознакомиться б бпблиотеко-университета.

Автореферат -разослан " 1 "________I9S3 г.

Учовнй оокрэтарь специализированного совез'», доктор

технических даук, профессор i/"V\ -qc, „ Чучад;<л K.W.

О \

- э -

СБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКГУАдЫйуСТ» та.И, В последков врокя большей шнмагшэ

у;.гп.пячтс" пргЛлсч» вихода ил ^норгетаччекого кризиса. Слкракв-

якч sw«ro3 оргчкячвекего »'Oi.jhu-í. и улодовга» niroprosocatejieft поускп ж-здх способов лроизполствп электроэнергии и совврдаенстгоЕотш yse существу»®«*. В "Концепции рзгвиг/.я чэ-xs¡BV23LS2!, зло-арфисации 5! автоматизации сельскохозяйственного производства России на 1995 год и ira перцод до ?ооо' года" скэзсно, что рааритио мобильной энергетики и нетрадиционных источников энергии является неотъемлемой. частью электрификации е^льтаохоздЗстявнного производства •

С гтрчктичйокой точки зрения наиболее ¿агодао испохьзоБагь ' вноргию потоков воды. Это объясняется „шсокоЯ концентрацией анергии на единицу площади потока"и относительной стабильностью параметров энергоносителя, что позволяет использовать более простые системы стабилизация электрических параметров. К тому жз большая плотность поди по сравнению с воздухом (в 314 ' раз) , при прочих равных условиях, обеспечивает лучшие массо-габарзггшо показатели гидротурбина в сравнения. с вотро-уотйк-:>вкоЯ, я итого. vcTQ'ZLzzi электропитания кз основе гидро-рлчктроетшшй позволяет получать бодео деаезую вкоргии по cpñFiíüi.T.í) с эпоргоустмювкаки. использукдам другко в*.ш вра-рстлмх теоргоросурсов.

йигьно2э»в р-чзгатио илкрогидроэзоргет^ки ятмадт ямио проблей; ::■;■> »Кектамиому кеяодьздавшш уг:з .действуг;&х и вво-дкчах э йксплузтаидз гидроагрегатов. -

Одшгс из сшсобоэ шшпоя »'К.октквпости ьшреГЗС ярля-етоя их обг-едннениз ъ ктопотул саствду я.-здктросизбжекн,'» ЦСЗС). Dio созкыкдо. ебярочь д--рох-^стояз>;о л дофязшяю нефтепродукты при работе о дизодыики електростанцта-я к снизить огрзчвчовая па момяоеть э-гдольвнх мпюфшдеиэипшкБ. К тс?*7 числ«) потр^'гтелэ? дао? восмлгпэеть ^но'ллйть днапазоя егнэпэтя полезной пагрузкя -тдаиаяыю ра<5ог«кй{йь гоа-зрзторов, что благоприятно скажется на ponwürt работа сис-

Т0Ш1.

i.1;::;::..,;и гост«П tacraoosa. отсутствую-!- «клымрмшл gjxxfii ия

ко п; е му г?..:] ov;--„'¡ и,

i-CK.1 ¿v,¡--ív,".{ и.-ф';-. i рлпрч i-'C'-Jr.!:"

ду гидроагрегатами с нерегулируемыми турбинами. Поэтому исследование параллел ной работа генераторов микрогилроэлеотростья-

ций представляет научный и практический интерес, »

Данная работа является частью теоретических и окспоржен-тольнну исследования, проводам на кафедре электрических ма~ пин и анларатов Томского псктедЛйчоского унив&реитетг! <ТПУ) по разработки к создании автономных мач'инко-Еентклышх исюч-ккков электропитания я выполняатсл в соответствии с планом работ по госбядзетной теме "Электромяиинные преобразователи для юкрсГЭС" (решение ХКО Минвуза КйСР 11 -36-480 И1/11 -06-06 ДСП от 16.12.87 г.).

Цель работы. Обоснование принципов построения автономных систем электроснабжения на основ* микроГЭС с нерегулируемыми гидротурбинами, исследование и оптимизация регншв параллельной работы асинхронных генераторов с приводом от гидротурбин, разработка рекомендаций по выбору параметров машинно-вентильных систем при . параллельной работа гидроагрегатов.

Основные задачи исследований. Для доетиаеяия поставленных в работе целей необходимо реыить ряд задач»

1. Разработка схемных вариантов включения на параллельную работу микроГЭС с тарнсторными регуляторами в цепи якоря.

г. Разработка методики исследования установишмхся и пе-реходанх реякмов работы АСЭС на основе южроГЭС с осгахроншми итераторами с ответным возбуждением.

3» Определение гробозошгЛ, предъявляемая. к парам«т-рлм гидроаг-рогьтоз при параллельной работе шкроГЭС.

4. Проаоддавд исследований и заработка р&комзкдаииа к проектированию систем регулирования выходного напряа&нкя АСЭС, №'ору параметров рвгу№фу»«дх устройств.

Катода уислвдованай. При ешоязонии работа использовались котсда катсыашческого к £«од<юсодро моделирования. Ровешю састн/ шогкнейиых даЭДереш^альныл ураьненрй, ошеивегдих пе-рехагда-э процесса в варадюльно ,работа«адх станциах, проуодн-лось числонкнма мегодши Результаты чкелонного моделирования на ЭБМ проверялись на макотпых установках в квучио-ксслвдовй-тельехг* лабораториях Наг. йзууяая вовизп».

1. Ваерздо пЪо85до/и иссию£сверця ста' тгэсхих и ди'ами-че еж аграышькоЧ рь£о-гц ¡.йкроГЗО па основа гскн-

хрога;-гс текерагорь с изриоторуш рггулятсром моедог.ти в цепа якоря.

2. Разработки математическая модель, позволявшая ;?солв-довэть нй ПЭВМ систему гяу&в^льчс реЗотгмжх шкг-оТ'ЗР. с ц-щъю «Ч1тглкзо.аг.! и>- Л"[1Й'-- 1тр'.;г: ...... - —-

5. В Я>ч'-М!..«(1ЖЭЯКЯ чпч-рййл, 'ггг ЛПГО^ЦДЛ»

сястеми •зуаЗйдаг.ту^ янчррюзчл ¡¡--.гг-г-г <*т 1 ••му^тр»"

т*« т ппрйАРо.вь»'". рдоо;,- прилипания епкциглыт

Р' -«ракшваташ. иг яги.у,,-/, коач;= .«»ция,

характер?;-у._!.'»аки'лш";.-а по.*} с:« гяггб&юодда надрчв»-

1Ч»Я С'ПТИ'РСЧ^ И ;.ЯТЯМГЧООКИХ. «.«»ЯИМа* с™ "йт.аКПГроР ГР'ЮГЯ-'гьун.ъ Других ЭЛ(?мч?!'ГОТч ГЛЛММ,

•-(, 0.:ргд?Аи;н ра-рк.ьч.гьчк?- с ту а:«кч&ияя кякроГЭС -с бсгдар- ию-п глда-рзторамя и Нерегулируемыми турйп*»м« на. лильпуй'работу. Оотишзйровйчч г^акши* ригртрс^агшя тгрпсторна-го аотобглгас^а. ' '

Практическая цотость работы- состоят в олздувдем: 1. Разработанное программное обеспечение позволяет исследовать параллельную работу микроГЗС на о'снове*асинхрояных генераторов и производить анализ я синтез подобных систем - элвк-•троснйбжелия с учетом параметров генераторов.

а. Предложйнннв способ» регулирования'токов'генераторов и иягфчадикя параллельно работаюяцге станций позволяет ол*»спст-тть режимы работ гедроагрегатов. .'•Ляйзуда и ясняналдом.

3. Опр^АвЗш эдга ас?игг:5:г/.л "('--ст-^ ¿••«¿Ижляпми :1л-г<:- кг.рймйгрсг. '.ОЭ;'., ярэдгвкх-н.* рсда шидзт1 и 15|чш*«<*.>с»зл

йзг;,:п>:.т ¡гэй^чторйки яр* №чиисти стайилкзэ-

•т-м ■ -

'Гворотятесю» »"гкоггоря-

»••.«^•"»•¡йМ 4(КУ«.'5С58!«»Й ЭйТОрй вМУ ЯСПОЛЬЗОДОЗД ПрН ЗИГШЙП-

мй ?/о посЗъяткй т»иэ "йюхтромдожв** креобризаяв-•млк «ял ь;«'р..ГЭС>, « тчмкч ври ''вскнйюго проекта

м<ик>а !")С и рамках хоздоговорной работа »Ярояэйеайв экш?ртквк о возмсшосхи вооотзновлан/а мм»« ГЙС., р?шилоко«ша2 район« ^.Тпиг1"'рьвэкя чешского района и ц%.%«у«5раэйоотя ггспользова-{тя гг/щтщг-т ргкг Икса"."

•Дпройоция работа« Оскойннэ гшоетнкя дассвр?ацшй»а работы докладавымсь а обсуадайни» яа 5 ВсасетазиоЯ я9Г<ко*твхни-прсягй. конФйрвицйя "Диигакчаскм* рояаоч« работа здлк-фичр^от иет й *л««трс>прйеодоз% Зяшвзк, 1991 г.; м?адунеродаом ет-покиуш **Лз?скомкая тгэрхикпса» оводмя г заигра*. Свгает-Ш-

ТОрбур!" ¿- ■ Г.; Роснуздекзкеь'ой ППуЧГО-ТйТНГИОДСКОЗ КОНфОрвН-

- б -

ция "Электромеханические преобразоватечи и ка&ишо- вентильни* систему", Томск, 19^1 г.; краевой научно-технической ко;гГ«рак-цй: "Устройства и системы автоматики автономии* объектов", Казскоярск, 1930 г.; 2-региональной научно-технической кон$э-рекпик. "Аьтоматиэация слектдхнфячсдо» и оптимизация р&жкмов

"¿дакТр0!Г07рЯГСТвгГ»!>-КрйЛЯОЯрСК, 153' Г.; НауЧЦ0-теХ>Г»1Ч&Сд«Х

'сбк»«ар5.х ка£&дра электрических шит к а .паратов ТПУ в '1950-1993 г.г.. ''

Публикации ■ По тема диссертации опубдпксшвно 4 печатано .работы.

Диссертационная работа состоит из Е5-зденпи, чутырйх гльв'й заключения; содержит 104 страница машинописного ' текста, S3 рясуккя, с; и сок литератур; из 115 н&шекоьакий, 2 приложения.

осковннв и«а, клктыв на заиоту.

I. Принципы построения и схемные решения вариантов явто-hcwhux скотом электроснабжения с а&гобалластным регулированием выходах параметров.

П. Математическая модель и алгоритм расчета перехода« и устдонвдхгаг хтрстссон в параллельно работай®« асшяроюшх генераторах.

3. Результаты исследований устанониьшхся и переходных рсжккзБ рü'So'zs эп-гокоуноЛ системы электроснабжения на основе нкфоГЗС « йсикхрокннии генераторами.

СОЛГйГЯАКИВ РАБОТЫ

Ез'в&едоод свосйсгакй актуальность teifii, сфораулировсш ПСАМ к гздзчт. исслчдозьний; определены научная ьтаизка» прах-ипвская щяпюсть,, приведена структура работы.

Б ' первой глава произведен. • сбаор способов построения Кй.гвоГЗ" ю бйЗй серийного оворулйвиш. • Обкчко шкроГОС состоит йз следукчих сснон;гхс ахе^ентов: гидрот»ш«:чоскиз соо-рухий'Ан, ом'ягрсичашсшз генератор, тирксторгмй регулятор, б&.члястд&я нагрузка. да;«.; срйвйительпно харяктористайж элакт-родекишаис гэносатороз сорс-нзьного тока синхронного и ьаннх-рхжгъ «0553» Прим^а: Давиде внзлиоа способов стайишгыош вкходксго яшйшнке"стовцаП• Вок&зоно,' что ваибо-

лг^? Тг>раг-';к'тч'й/-? вврвеятом сгадяяиодда лцргтрсп saepro-ус'КйЮьггк якдоугсй nv'rii.KiiöTu» мпг^щтон^нгклг-«** сйоузд, среда когорт«, кшг&дывев расярострадашэ получили скотам» схабллкаа-

цта автобалластного типа. ■

Принцип автобалластного регулирования выгодного напряжения микроГОС заключается л псддеряатта на неизменном уровне величии. тормозного момента генератора. Это возможно за счет применения регулируемой балластной нагрузки, яодклучаемсй-параллельно основной нагрузке. Тогда, при -»измбкннх параметрах внэргопосителя, сбвгетачиваешх применением напорного трубопровода, величина а частота генерируемого напряжения буду?: стабилизироваться.

К достоинствам автобалластнкх систем регулирования. следует отнести отсутствие в контуре рогулировашя'шерционных • мо-' ханкч«сиа элементов, высокое бымродейстние, глзькаюс'гъ пря-медания в • составе гцоргоуста^огск сзри&ш »яккргаоюо. . т- «те, г ь качвсот» кряголам* двигателей - «осоте®, работяга-,к я •гурбянисм реками» способность рзботааь а лпбчм'типом гвкорато-ров. Управление Ззялгсхной нагрузкой ойгею осуществляется при пожзд тарисорьик коилутлторов мл*, схпы о фзюши упревлоядам тярг'сторпй.

Одам из способов доводят эффективности. швфоГЭС яаяя-йтсл тас объединение в- .явтскату» систему злэктроснасйшччя (&С5С). Данная мэра особзниа актуальна, когда г«»нргик потока сграчячзк", а дли язльае&стгэ узолтаныгя юв.«."!*-1

жязэд&з электрона пймя ">1;ж:сс,г цойторно кспал;».»<'.<ч п. ^-.днуг-; опсипэд.

УСУГОДМ ЛХ'кчорхл гг>чор*таров мал-роГЭС иа из^ъыъх/ю Рэиоту нл «тдкчокт-ов от озадпрзкяпш. Одоко, орэд&я&ию и /.:•.-•(ОСУГЛ ГйИчряюроа ЙСХШ$ОЦяМ{ кзгам допуска«» ССЙЪ&ГЭ ОТКЗС-лозка и и « от ядоелкшх уздс&сб сснсронязапг® по с

синхрс'йкк;! генераторами. П тему но досгушюси»'» згарокая ко-и«:я«:?тура выпускаемых проивплешхсстьп сяшхронкшс двигателей, пригоджх для работа з генераторном ршзш, определял?, ка\< '' аервоочврэдяую, задачу тьэдкжкшю параллельной работы мшеро-Г?С ко оспоье асинхронны:-: генераторов. .... -.-- - •

Наиболее о?опчдшй вариант стабилизация режима параллель-/ ну рзСотакззк таанций продстевлек яяргс.1. Гидроагрегата Т1-Г>. Т,-Г,. Т.,-?г. рабстазт на ебкув нагрузку Н. Регулятор балластной нагрузки Г8Ч псрорйсрредвдяо? то:: млкду полор-ясЯ к Св.'ласчяаЯ лагрузкзми чтобы оушаркай ток, отдззи^-иаЗ гошреторвмз, был нрамэрно шкйояшшм. При талон включении еооиачао иегшьэевапж» $»гуляторов, разработанных для ьагопом-нс.го рвяжа рг:ботв с?апциЗ . В дянном случай регулировал««

- в -

возможно как по току полезная нагрузки.

та« и по частоте вн-

'•Т2

Г1

гг

'в I

•

1 н

Р6Н

ЕИ

Рис и. Схема вюидашя мисроГЭС на параллельную работу с одним регуляторе»« вьлластной нагрузки.

' Ф) Ц, 1а

Рис.2. Эквмшедгнзя охот ламеменяя АСЭС ш основе асыирои-ьих генйратороа о с>втобаллвст>о2 нагрузкой.

ходаога напряжения.

Замотшг однотипные гидроагрегата одним эквивалентной мощности., по аналогии с автономными эноргонгрогатЕШ, суммарной коэФЗЕициэш саморегулирования рассматриваемой системы определится как а^ = ег- от. Коэффициент- саморвгулировата.". ог асинхронных генераторов с нерегулируегдм возгуздонкем составляет (0Л4О.З). Для центробежных насосов, работающих э турбинном резямв, коэффициент сзморегулироваиия равен ат=-(2,5*5.5), что -, обесточивает устойчивую работу система вяектроснаб&ения, объединяющей несколько гидроагрегатов. Внвод подтверждается результатом» расчетов а экшзрямзтггвлыпйк исследованиями парал-- только рзботащдас еноргоустотовся. '. •-.-'.

БО ВГОРОП ГЛАЗВ представлена аатематачосяая модель и а.*;- . горите расчета устансвиг'Ж-сд я переходах процессов в автономной системе электроснабжения, вызванных воямукоецвыя- воа-дойствилмя как со стороны нагрузки, так к по стороны приводи* двягзадлэЯ.

Математическая модель сисгокн вклвчаот в себя описакт» основная >е элементов: гидротурбин, асинхронных геаераторор. тириотсркоД гасто;« стайтякгзцич и - нагрузки. Ирздстазлэнко с;:о?е:-я; в стдзлысиг бю'лаа 8 сечетяяи с ' алс-лчг»/»ли структ.урного прогри.адроэбкяя позгглмз создать. г'.Сг:уп к увирлрсвяьиу» »удаяь.

Нзл«ве вантаьно? ЗаляэояаЧ нагрузка одэы&зет кгд^га» токов и игпряженкя генераторов сисгзк:;, В мзясг. о зим дли анализа процессов в мавзию-аевгашак сйсгаыаз. йр&к'Нп&гся котогрольяй? мотсяииа, сспог-аннад га пргдтс/сзгоейй -э нозтокса-чссти сгасзчого мггязтного потока мрйшш от г:о:л«у?ещ'0!>г.ого действия вентильного преобразователя, ввиду крйтасврамонности кокмутвиия. 2 этом случае генератор рассматривается работающей во иикатору» &квики<овтную загрузку, сядондоюдо то парвям гармоникам его тиса и аепрггаапяя.

Эквивалентную схему замещения АСЗС ».тагпо ¡¡рэДсхйЕить в, . виде, изображенном яа рис.2. Здесь гокораторы прэдетааленн но-' вскаяэ&яей ЭДС в(г) я «отмутаиеошт^ ивраыэтркя г я Ь ,'В-кочострз коммутационных народатроп в »»ситхроппк* ■«вдпетуазс обычно используют'« сопротавдония короткого «едакряия. Паз. обмз-ПрПНЯГЛХ ¿Сч.ОДаайХ,. • УрПЙКеКИЛ, (ШС1№&Ю?Чи

нороходаие ярод-та » -::*око, продета*-тэки системой (15.

В'гатгамси:» оъ состояния ташетороэ регулятора и схемо можно шдэдить де& раетла работа:

1. Балластная нагрузка Rö , Ld отгоал-ена, генератор работает но полезную активно-кндуктиБнув нагрузку R, Ь. .'-"'■ г. В ¡.гжокт, опреднляокая углом управления тариоторамя а , балластная кагрулка Kj, 1>с вктачается параллельно полезной нагрузке й, генератор работает на результирующую нагрузку до естественного зккрашош проводящего вентиля регулятора.

ai .

К -аГ + -С" =

di ■ di, \sr+ -er + V., =

di

Л!..

+ й V" ьб -Ж- - :Vo и 0

V- V

i.

(1)

Рохсшв систему' доффэрепциолыых уравнений <л) тгроизводи-лось численными методам."

Расвладивая получении© расчетные кривые токоз и нафязго-кия д. «ваш для кскхрзтнцх дкачмшй а 9 ряд Фурье, можно определить их гармонический состав а значения балластной изгруя-х». Эквияаяоитнея нагрузка АСЭС находятся из выраздний (г).

Ка ркс;з продстэБлэнз згшгеимость -оквивалочтноЯ нагрузки АСОС от- углов управления пгряатаракк регулятора паритетной ш^уах® для еду*йк оов>Р » ooefy - 0.8, Прз раочотох прюшга «лоягад» ->оотьхг.;о:г:я коздр тарэдатрзми шшзадэктиого гешра-тс-ра я <®шаиаэ загругасв s оих » г » o.oia , что- соот-в»?с.зув? ¿№1М&ону шкнссуей, Паргмотрн го~

¿•¿pcvopos оказиззчр öoasswö одашж» ка искакежо фор«! токов и яацргдегеа гои&ргсороз, чем яз пелтекку кг вйзквзлвнткой нагрузки.

Резулг-^ати кф-.йхпгздеюоге- звдекзб позволяю опсадалгеь

S и?*<а) 4 Xi(a)i

:q(a)] - xö<a) in*-«- х*)

д

4 • iSgicx}- К}' f X J2

* гяглк

.к

X

..величинуяолшзйиых* искажений токоа и напряжения-в схеме, Уценить установленную мо15кость гекераторсз. Расчета-показывают, что в случае применения нескольких генераторов, редичюгз га ■ ма*от уголячивчться за счет больного активного сопротивления-обмоток шзкни меньшей мо'днсстиг тогда'Как х^ сстпзтся практически саз изменения. 3 этом случав еяихеаю нелинейных аскаке-иия составляет 2 5 Я дня напряяелкя и 33$ для. теза »каизалеяткого генератора- по сравнению с * автонопогой станцией той кэ мощности..

Объединение в. локальную ззоргсйшжжу МР*фгГЗС'5ивдюв-дуы1ьными■ рргуллТсрама бвляастяоЯ нагрузки (рас. 4} позволяет укекькать коэффициент нелкнойшх исканакий топоз я папряжэкзя,, при условии, что фазовое регулирование модюстк Зглгассной нагрузки осуществлять лизь одним регулятором» в то время хак другие РБК будут работать в ключевом режиме. Уменьяеиш «год-пост;! фазсрегулируекой балластной нагрузки благоприятна окажется на качестве шходкого непрдаюяин и позволяв? снизать потери зясргш в генераторах. Результата расчзтоэ К1<щ ; гарсве-дсгашх для различного «аила отупетзй йалластноЯ хзгрузкач л?к~ года® на рио.5.

К тому та, сжшшв мэдюсти фасорзгуяаруемогс &лаес?з вчзи'раег меньшие откхоквкия оквйэ&злчтаоа яагруэя отжсталя- • по мдешаяьяаго лаодякя при кздоюшг »кв пояйзкоЗ ¿агз;ла;т, что поэеидяот погшсить точность «гасйшкшшн- зкходзжс перэ»л2-ро* АСЭС. 1'5зультата расчета прчдстааглни за рте.5. огглонл&щко элоктронапштаао к вдвг.тредоззддоас'«** зрез&с-.-з ■? АСЭС к шеш чоордана? а . 6 , о,П5>}дстйглэда сгоной ;з)„

4йои

к Л ,

ЗГ" -

г &

«Л

" С 4 I ~Г Ь

Ь л

«Г "1ПГ® гсн-'Ч^-к

; • ь г к

Ш

¿0 и, - Й-

е,е. Ю

04

0,6

О,« № О

90

т »

6'

30

ее

$о

¿¿с

■уху.

РИС.З. Зависимость эквивалентной нагрузки АСЗС от углов управления тиристор?.'«.

?Т1

Г1

'и.

и

гщ

Н

?тп

«я,

ЕЙ.,

иг^л

Йгс.4. Схема шшязлкя минроГЭС на параллельную .рдйоту с индивидумльншли регулитораки балластной нагрузку.

%

/6

Л 2

4*17, г л и), а т

• • *

-V—... .

—-—

И ' 3 4 5' £•

Рис.6, Зависимость когффиданта нелинейных иска-данвй и точности стабилизации напряжения ЛСЭС от числа станций.

Насыщение магнитных цепей генераторов учитывалось врэлетаем в программу расчетов, функции нвсвдеыот дяя •кагдОй'Чийяйм'"

" 1(1^)."; г .....'• ' '(4)

Уравнения связи моаду генератора®: я эквивалентной,наг-., рузкоЯ.можно представить-в йЯЭДУхвдШТавдо! •

¿Г"

V ■{

се».

О 'с

; V]

ггг~

Й'З о

^-■иг.

и. - Ф _ . з л„ «а

а_ о

<5>

'1',.,,. отнсснтмютл» зютэкзд яогсксс^та^кйг: гмияпй ч5гру.ж?| :< -■ одлопдоекж конденсатэрисй сл-гагс-'.

кму^вхсл нут-н . шшроксхэйцаи З*ВЙСК-моггк б&лиа'даой н^грушж ст « , заданное в гобличноа» виде».

Программа расчатой ооотаь^ояа на зжгоратмаческои л:;щ--о СОТТРАН-Т/. Расчет« вс<дапо«ш»сь ка ГОШ гзпа ХВИ Длл

пелучяздкя вылагдой картмш перехода«, сроцоссоа з сжтойз га разраСоаайа програжга графической- интерпретации результатов расчета в удобной для восприятия . форме, и ношьзгяаыше инторазетиекой ензтемн ГРАОО?.

В ТРКТЬЯП г.71аэк йсслодаатея с*ет|р»еюю ' ртвдн роемся АСЭС на бэ^э какроГЭС.

Причктн?« в АСЭС аешхроннчх генераторов с омкостаьм •юзбуадзпзк?! делает затруднителен?»; ксяояьзоышио канала тз-("■укдзния дд'й регулирования дедминн гоиерируеусго нспргакония. кэк это осуществляется в еинхрошпа маамнак. йоатему регулирование папрйютяа я еврипанх мааяпях гозможне только со сторона я;:ориых цзпэа генераторов. При рпЗстз пз пассивную нагрузку, о^ус лотошную козначятвльннм "явменеяиоч когхЯадцента моацюсти, тгансоле» приемлеким йеряйнтом лвлкатии ввтобаякэстнов регулирование по теку полезной нгнрузтеи. 1< атсм случаэ стагйуизкро-

вать рабочий режим АСЭС возможно с помощью одяоканальной системы регулирования.

Наибольшие отклонения выходных параметров относительно номинальных .значений имеют место при 50* нагрузке . АСЭС №-2.0). Это объясняется тем, что в этом, режиме аквивалентная нагрузка имеет ярко выраквшшй активно-индуктивный характер, что выракается в минимальном значении оов<Рв. .

Реактивная энергия, вырабатываемая батареей конденсаторов, расходуется при атом не только на возбуждение генераторов, но и на покрытие индуктивной составляющей тока эквивалентной нагрузки. При неизменной величине емкости возбуждающих конденсаторов происходит уменьманка намагничивающих токоз, приводящее к падению напряжения » сети. Это вызывает уменьые-шэ тока полезной нагрузки и. соответственно, умэнькенио углов 1 управления ¡тиристорами а , что приводит к ьокрастш»» тока ' балдас-ТноЯ нагрузки. Гйлучаа?сл замкнутая система рг.Х'улироьа-вкя с ясяоаятвлкчой 'обратной связь».

Несколько ослабить эту обратную связь повисит;, -точность ' «иодиых параметром погкшет введены* и закон

упражняя -ьен-шляки рзгуляторй (при ригумрззашгз по току полезной кзгруся) коррэкцг.м по папряаоки» (в о.е.) : 1"мг.Т/тни .

Нн точность стабилизации ваходшк пардазтроь АСЗС окааи-

* заст- 5ййж взлкчива к0. Проводонтв исследования позьс-дюи сарэдызт. оптамаяышв ьнгимля к^ да полезной ям-р'/зюг сигтс» ш различного характера. Ток, для зктяшгоЯ догрузки ржсм-эвд--«той принимать Р.а « I -25Г(н&у йкхи^но-йлдука'ивной нагрузки :

дан оое<?-0.9 к -АУ/.^ для соз<Р=0.8. Зависимость отклонений и, ш от всминалшас знэчокяй от волачйки кб предстввлела на рис.б. •

Если 5:е таювт место зва'шг&льныо отклонения иозф&яцаь.ти модности относительно шяйшаяьвого знэчедм, то для ксмнаасо-цяи изменения характера нагрузки ¿С&О тробуотся дополнительная квизл регулирования по цепи возбуждения.

Например, погасить точность стабилизации выходных пора-

• метров АСЭС позволяет ооче-ганро автобалдастного регулирования ■ с г.одеагпичивггмем ояяки якоря. 'Так как диапазон дгмонэнкя входного нвнрятжя истсчжче авзстропитания ограничен пора-

■ мотрэда -чэгулятора, то дня поддержания генерируемого пща^-жя на требуемом урсшв обмотку подмапигенняния следует выполнять лишь на часть устанокгаяноа ковкости, тэч самым' улучшай технст.о-экапомическйе показатели генераторов. К тому ко,

иря юикшчпи хэпаит^ркетик магнит;»;:-: цепей машин, появляется 1ю?мо"йюсть вуракыьзгь зш'руаку ьнерговгрегзтов при йзмйнчнии рамм* работа сиет9'«г.

ъг.яя тн? то«>з тивэрвгоро-» очп?«««? вяаячда . характер полезной нагрузят. Гас«тм«'^гродаД'Лтця ""л г»арг.~

адрот-ятов, рьС-)?йУ«>у.. ии сййуа г-грузку о коафТотоОДтсм мсд-костк о.р., '.!'-.кггчг,.1гл, что дододозе токов- гвнораторой-ь-рвютю холостого кода, за СЧ'!Т поешногом чшапгкчиваиакх токов, может ¿¿»¿.ицчль ¿птвния • ■"^т чря*есгк" к .ааоду йз

строл Коатому, в денном случае, следует избегать ра-

боте ДСЭС в реэмм» холостого хода.

При параллельной работе мркроГЭС рзгкоЗ монрости основное влияш'.о на распределение нагрузки юкду станциями окаяьт.ают характеристики ириводанх двигателей. Нояточу при включении иа яарэллельяую работу следует применять енергоагрвгатн, имение шханнчоские характеристики, с близки«;! знзчзлиями коэффициентов саморегулирования. 3 случае приччкекия турбин с различной яеоткость»' «шяяичвсхях харект^ркс-«;« следует стремиться к такому изменении балластной иагрузяк, при котором оадивбдоаткпя нагрузка АСЭО не будет прадячигс» »сотяздьчу* полезную ксгрур.ку и, сдаггч>?с;г5овйо, с/йморния шедвг генераторе*» ив уве-

.тичияатьол с измэноки-лч кагруг.хи.

■ " Т'ДЛй?. исс.П5ду»тся »гоедвэбскйА допэм работ

Аог;; с мтоЛолк&сгакм рагу.ир-л»8юк:« ««фагтрон.

Си-:Цйч^хя стсллуагзвп; АСЭС ойуолгеЕгаге-г кгрок'/Й диада-зон издекемы нш-ру&рк, сираделягжгЯ вклтакием 'стк-

мпсн/м) части шзг всех потребито.П'М, что визМ'.зэ? перехода» процесс»; в <я»<5Ч«цр>» чтодетяапяяча'трпкшгокз (2*5).

Г-папачма ¡РяктсрШ!. егдоз&гют г.ву.кт»]: протскшт пр-^¡¡лцосса. з. гкстзае маятроаквзаввяягг «вляю*сй бает-родойстЕИэ регулятора 'баддэсгзой нагр/ккй и инерционные посто-'¡аш .вравшихся масс гадрэуоздшйюк.

Протеквкио злектрсг/агпгггя'огс' пАрвгол?»»« прм»есв •чфххуетеА здгачзяоЗ кзжшбг&ч !Ч®аг.з;д9?наЗ ¿.'¿грузки ир» рллод') скотом за од-ю-'о устойчкпо«' ■юетотакя и. другое-. ....

• Псрзг-.о.ркш продаоса ' рчгу^сзсикя бту.еси<е;. изгрузки но частота тарируемого ягпряданйл отгкчагася от ишогачных при Салласта но току. ■ йто связзно о той, что в-коя-■тур регулирования частота генар^руемого иапрггаята входят иаврюкяшв эдаиенты, в тэтюг ююрцяенкие дастояшше сравдв-гдехся масс акертоагрогйтов/ я такко параметры рогудптора бал-

ластаой нап.зки.

При 'ргу.чкрэва'ти балластной нагруз*? по частоте- выходного натг'йкнг,'.-., урйшгс-яя^ регулятора ччстстк про!юрцяснольног типа ир.'ДСзаьксао-йсть; К,, - 1„)- б"4/тр),

№ »хпг- ,•:';{! угол упрзилепия; соотьг-тмгйу*«»^ т.крггон^

к, - кзодаодевг усядеуки; « , »,ь ??&п:.ннпе

и течу^- ;•>"!•,'я-^я-ч 'Гасг.-тч ?р- ¡осто ;<((»?■•<•

/мгудаодг.

Ь ьтлк ч .::--г-:3-з кпче::ти. адектроэнэргии п л- лгходичх режимах --Зудеу с^р-дсдлг^ол горутетр^м; регуля-торп Ка рис .а аргдс?йвд--.ш кодогрзод набора мрэм«тров рогулято-ра, оОеспу^м}-?!»*:^;-^. ¿ск*иЧ»(в& резким работы АС&О иря '¿'р^оу^мой точности" стй:к«ъхзкцна часгста.

.. Распределение нагрузки внкду генераторами во время »лект-' рсшханичэскоги переходного процесса будет определяться инерционными постойшшми ¿решающихся мэсс энергоустановок, причем в большей степени загружается агрегат, кмощий. более "жесткую" мвхяничоскув характеристику.

Длительность электромеханического переходного процесса оудот определяться инерционно!? ~постоянной вращавшихся частей анергоус"эноьки нк-то'олккей моваюсти.

Суп?-: :тьони*ов .-г-лаянте гк перэходанй процесс в системе с. токсв:»~д смл-члгччютом оняэь-р.зеч'- быстродействие {адуляторз ШОД/ёКЙ ^ВвЛаЧЯНЙ ОТХЙОЦвКИЛ иаиряжешда' И ТОКОВ г^иер-УЛ'роб А00'.. 5:1,на? отделяться шечачием иоскчдооя ьр«>-М6НИ ры^дти» Г .

Яодстигэств о-гкдонсшйи нтуяютн сиетгмад »¿о в трахой-* как р-жвдгх, догэчздигм (отк&ечййдом) нотаальчой

ь-агруг.1« юетизгёого яарявтеро, о-: таернчончостк рогумюра *ед-лчю'ин.с;: иггррта Т йрздстакпонч га рис.7.

Тагам сбрязси, "гч":'--,'-г'г-'','г'гч;1г кссяедэввв«Л «оказывает водаок-кост!» ¡араАйс-льной рзоота микроГЗО с различна«! характеристикам без пришшкч епзцяыьк&х устройств, внраьняьгтис загрузку гидроагрегата. Автобаветоучо© регулирование гапряк^оия АСЗС оббсяачаьавт «ясаость «то стбГ-ядкардаи кв. урс-вн<», бчяаком к показателе .автономных макроГЭО '.«яг несколько луч«.ем.

/¿¡б.

Р/с.6. Зависимость гтогрепности стабилизации напряданяя и частоты АСЭС от величин« баллаотной нагрузка.

о/ /о

40

•V

/с и

±&и

/

1 1 ТР

0,1

с, 2

0,6 Щ

Зчки.'ймосэь мякс?чапиад». отклонений напрямоняк АСЭС а ледоходных радмак оа- инерцяокности регулятора.

Гшз.8, Нэтгрвииэ дан Ечйсра паркоттров регулятора частоты.

- 18 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведанных исследований параллельной работ асинхронных генераторов мшфог/дроэлоктростанцнй позволяв решить L-ахную трото-хозлЯотмниуа задачу го создакка и опта мизяции йвтономнмх систем электроснабжения на базе микроГЭС сформулировать следующие оскоьние выводы:

1. Для стабилизации рабочих режимов параллельно работа щих асинхронных генераторов с-емкостным возбуздением пелесо образно использовать системы автобалластного регулирования разработанные для автономных станций.

2. Аитобалластноо регулирование выходных параметров АСЭ обеспечивает устойчивую работу асинхронных генераторов в уста новившихся режимах. Динамическая устойчивость онредоляетс выбором способа регулирования балластной нагрузки и парамет рами регулятора автобалластной нагрузки.

3. Разработанная математическая модель позволяет исследо вать статические к динамические режимы параллельно работащи асинхронных генераторов микрогадроэлектроотанциД. Модель реа лизована в виде программ, написанных на язшео ФОРТРАН дл ПЭВМ типа 1Ш PC КТ/АТ и может быть использована для определо кия оптимальных параметров системы »лектроснабкэяяя яа стада •проектирования.

4. Наличие в составе АСЭС нескольких генераторов <4*5 позволяет уменьшить искакоикл форет выходного напряжения ге керзтороь за счет изменения параметров эквивалентного генэра тора АСЭС по сравнения с автономней энергоустановкой на (13И5)>", я такие повысить точность стабилизации выходного на пряаения на Ю> за счет большой стабильности эквивалентно нагрузки АСЭС, состоящей из ьяя^оГЭС с ипдивэдуалыщмя рогуля

. торами АШ.

5. Применение йотсбалласгного способа регулирования поз воляот отказаться от применения специальных устройств для вы ршяйн.'й'ил загрузит гатряторои. ш>и ьток перегрузка завися от . Еввгаш когф14щичята саг »регуларокшш гидротурбин

оккгезшглгйЯ югр/зкя иораглодьво работюзих ЛГ но пропкпео? (зиа)*.

с3, НедЗогве тпчя^нпть для обеспечения шео

К11Г-. гл-ллу:; 1 шиоишх .тк а !.<?oowj;ac~:&'> югулцюггж

к> v.-ку по,ногругкк. в "'TiOCTfi-i р-л'улиру

№ у триметр» wiK! wwpycica ог-./с^чивспт хореев» /яшлхчьс

кие показатели СЗС. Величина отклонения напряжения СЗС в переходных режимах зависит, от инерционности.регуляторов ASH и не проьншает 16!? для Трег=0.1 с.

7. При регулировании балластной нагрузки по частоте ■ напряжения, возможны динамически нэустойчийм-режима-, связанкко с ■неудачным выбором параметров рвгулируетцих устройств. Оптимальные значения .параметров чистотного регуляторе АБН выбираются •но.-приьедехшсй^юмограмш. .

3. .Работе, проводимые при восстстгаядании-малой ГЭС.а,Томской области подтверждают правильность теоретичоайгх пскэд- • кий и обосжнчивои'Г зоркожность прдазяания прздложеиних схем построения АСЗС на основ-i ютроГЗО о асинхронными гйпоратора-ми.

■ ПО ТЕЩ дахжрпда? ОТШИСОВАШ СЯЩВДЯ5 РАБОТЫ: .

1. Hr-cjs.Top с.С. МитАма?;псока<? модель для исследования пч-

.rsri>р&оогч [М»:у.:ГХ ,'■* Устройства "5 снстомы ' гтето->i.iT!ik.{ аьлэкдодо 'сСъькго««: докл. г-лй регион, науч. г.- C.i?2.

В'<сп»ш» С.с. cii.73-wcKHx pi-г.мсв наралейдьиоЯ ра-

бота • млкроХХ- /.-' АШМШЗШ элактрс-цриводе'. ;;

¿Климов »yWvipiM&Tp ДОКЛ' К^.'.чСй

науч. к.-ч>{».- Кросэюйрсй, г.- 2.91.

1. B.D., Обуяс-тг С.Г., С.С., Опг.'кцуаикл ро-

зимор нарйллелыюй .рабст«. f-uco'jIViC // Длнаиичоскио рокккч полоты элактрнчаских мзагкн и 5?п«ктроприводоБ: Тоз. докл.-»7 Ьеосск . Нг-у».-■?!<*». 1591. - Ч.1Т1,0.9Э.

ч. h'iovn::(.(> с.с. Параллельная работа накр»ГЭС! е

mto&uwumam регулированиям ивпрянения /7 Эдектр^илхя-hjt'wkho прообразовзтади и мсшйкно-втгоишшо систэмн: iVs. докл. Респ. иауч.-vftxti. кон.*...Томси.- 1991 г.- С.39.

¿XTI LLil/.}

Подписано к печати 23.01 .S3r.

Эака? КО .Тирах КЮ экз.

Ротапринт ТНУДоаск.пр Лоиийа,50*.