9. Гидравлическая турбина (htg) (Моделирование гидравлической турбины)

Входные параметры.

1. желаемое значение скорости;

2. желаемое значение электромагнитной мощности;

3. фактическое значение скорости;

4. фактическое значение электромагнитной мощности;

Выходные параметры.

величина механической мощности на валу турбины;

величина (степень) открытия направляющего аппарата гидравлической турбины;

Параметры, задаваемые в окне блока Hydraulic Turbine and Governor (HTG), имеют следующий смысл.

коэффициент усиления и постоянная времени серводвигателя (гидравлического усилителя);

, - нижний и верхний пределы величины открытия направляющего аппарата турбины в относительных единицах;

, - нижний и верхний пределы скорости передвижения лопаток направляющего аппарата в относительных единицах;

статизм системы регулирования;

коэффициенты усиления пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих ПИД-регулятора сервопривода соответственно;

постоянная времени дифференциатора в составе ПИД-регулятора;

коэффициент демпфирования колебаний скорости (может быть равен нулю);

постоянная времени ротора турбины;

специальный вход в цепи обратной связи сервопривода: если ставится единица то ОС замыкается по положению задвижки; если записывается нуль, то ОС замыкается по отклонению мощности.

Последний параметр представляет начальное значение механической мощности в относительных единицах.

Если принять , то заводить на вход HTG сигнал колебаний скорости не требуется.

Если принять , то сигналы мощности на входы HTG также подавать не следует.

В таблице приведен один из возможных наборов значений параметров гидравлической турбины HTG.

Ka	Ta	gmin	gmax	vgmin	vgmax	Rp	Kp	Ki	Kd	Td	beta	Tw	Dref	mech power
2	0.07	0.01	0.975	-0.95	0.95	0	1.363	1.705	0.15	0.005	0	0.35	1	0.02-1

Все величины на входах и выходах блока HTG должны быть представлены в относительных единицах.

Литература

1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. - М.: Высшая школа, 1970. - 472с.

Стр. 89-100.

10. Моделирование гидрогенератора (Построение модели генератора с гидравлической турбиной (гидрогенератора) )

Под гидрогенератором понимается агрегат, состоящий из гидравлической турбины и синхронной машины с соединёнными валами.

Для выполнения данной лабораторной работы необходимо принять, что синхронная машина имеет десять пар полюсов . Для учёта момента инерции вала турбины нужно увеличить в два раза значение момента инерции синхронной машины.

Необходимо выполнить следующее.

1. Ввести требуемые параметры в блок гидравлической турбины.

2. Подключить выход турбины через усилитель к соответствующему входу синхронной машины.

3. В относительных единицах задать требуемое значение скорости и завести обратную связь по скорости.

4. Осуществить моделирование пуска гидрогенератора - разгон турбины вместе с синхронной машиной, к статору которой подключена нагрузка и подано постоянное возбуждение.

5. Провести моделирование режима подключения к статору синхронной машины электрической нагрузки и её отключения. Для расчёта модели в обеих режимах необходимо только поменять начальные условия в блоках турбины и электрической машины.

6. Исследовать динамические процессы в турбине: динамику направляющего аппарата и ротора турбины, указать на наблюдаемое явление гидравлического удара при передвижениях задвижки.

7. Выявить связь между частотой вращения вала и частотой токов статора синхронной машины, как изменяется величина напряжения на статоре при регулировании активной мощности на валу электрической машины с помощью турбины.

8. Если задать , то регулирование будет производиться с нулевым статизмом - астатическое регулирование скорости (частоты). Принять и выяснить при расчёте переходных процессов как изменяется статическая ошибка регулирования скорости.

9. Меняя напряжение возбуждения синхронного генератора, определить, как влияет величина тока возбуждения на амплитуду установившегося напряжения статора.

10. Отчёт по лабораторной работе должен содержать: тему и цель работы, числовые значения параметров турбины HTG, осциллограммы переходных процессов и выводы по ним.