§2 Регулирование частоты вращения турбин

Р егулирование частоты в электрических системах требует изменения мощности, которую генераторы выдают в сеть. Мощность генераторов в ус­тановившихся режимах и ее изменения определяются мощностью турбин, которыми эти генераторы приводятся во вращение. Поэтому, рассматривая возможности регулирования частоты в электрических системах, необходимо проанализировать характеристики первичных двигателей — тепловых и гид­равлических турбин, определяющих изменение их мощности под действием систем регулирования.

На рис. 7.1 изображена характе­ристика нерегулируемой турбины, мощность которой неизменна, — это прямая, параллельная вертикальной оси,

Статические характеристики на­грузок по частоте— это кривые 3, 1, 2, соответствующие нагрузкам . При нагрузке ре­жим определяется пересечением ха­рактеристики турбины и характеристики нагрузки 1, при этом частота равна номинальной. При изменении нагрузки частота в системе принимает новое, отличное от номинального значения. Например, пересечение характеристик турбины и нагрузки соответствует частоте , т. е. увеличение нагрузки от до приводит к уменьшению частоты от до .

Если турбина имеет автоматический регулятор скорости, то он изменяет отпуск энергоносителя (пара или воды) через турбину в зависимости от на­грузки. Регуляторы скорости турбин оказывают стабилизирующее влияние на частоту в системе и поэтому часто называются первичными регуляторами частоты. Процесс изменения частоты под действием этих регуляторов назы­ваются первичным регулированием частоты.

Регуляторы скорости турбины могут иметь астатическую или статическую (рис. 7.2, а и б) характеристику.

При изменении электрической нагрузки под действием регулятора скорости либо восстановится номинальная частота, либо установится некоторая новая частота, близкая к . В первом случае, когда после изменении нагрузки и окончания переходного процесса регулятор восстанавливает номинальную частоту, регулирование называется астатическим (рис. 7.2, а). Если при изменении нагрузки и окончания переходного процесса устанавливается новая, отличная от номинальной частота, то такое регулирование называется статическим (рис. 7.2, б).

Реальные регуляторы скорости имеют статическую характеристику. До­биться астатической характеристики у регулятора практически очень трудно.

Для астатического регулирования, т. е. для дополнительной корректировки частоты в системе, при­меняется так называемое вторичное ре­гулирование. В процессе вторичного регулирования осуществляется измене­ние мощности, развиваемой турбинами, в зависимости от частоты переменного тока. Вторичное регулирование ведется либо автоматическими регуляторами частоты (вторичными регуляторами скорости), либо обслуживаюшим пер­соналом системы (вручную), который контролирует частоту по показаниям приборов. В результате вторичного ре­гулирования статическая характеристика турбины перемещается парал­лельно самой себе до тех пор, пока частота не станет номинальной (рис. 7.3).