2. Регулирование напряжения на электростанциях

Рабочее напряжение на генераторах может изменяться в пределах от 0,95U_{г ном} до 1,05U_{г ном}. Регулирование напряжения на шинах электрической станции производится автоматически с помощью быстродействующего ав­томатического регулятора возбуждения (АРВ) синхронных гене­раторов.

В зависимости от электрической схемы станции используются различные устройства регулирования напряжения. В общем случае можно выделить индивидуальные АРВ генераторов, к которым подводятся сигналы по напряжению и току, а также устройства группового регулирования напряжения (ГРН), которые должны обеспечивать автоматическое распределение реактивной мощности между генераторами и поддерживать напряжение 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 и минимального возбуждения (ОМВ), которые связаны с условиями нагрева стали статора и ротора генератора и статической устойчивостью. На рис. 5.2 по­казана управляющая схема автоматического регулирования напряжения на электростанции.

Рис. 5.2. Схема автоматического регулирования напряжения

на электростанции

АРВ является первичным регулятором напряжения и анало­гично АРС турбин при регулировании частоты имеет статизм. На рис. 5.3 показана статическая характеристика реактивной мощности потребления ЭЭС по напря-жению ΣQ_п, пересечение которой с характеристикой АРВ 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 ∆Q, в соответствии со статической характеристикой АРВ рабочая точка установится на пересечении новой статической характеристи­ки ΣQ_п +∆Q (точка b) – это стадия первичного регулирования напряжения устройством АРВ. Точке b соответствуют напряжение U₁ и реактивная мощность Q₁ при этом U₁< U₀.

Для дополнительной корректировки напряжения на шинах станции используют 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 ΣQ_п +∆Q в точке d. Напряжение на шинах станции восстанавливается до прежнего значения U₀. Мощность генератора равна Q₂

Рис. 5.3. Первичное и вторичное регулирование напряжения

При отсутствии регулятора возбуждения – характеристика с k_в=0 (линия 2, рис. 5.3) – напряжение на шинах станции снизилось бы до значения U₂.

При астатической характеристике первичного регулятора напряжения k_в=∞ (линия 4, рис. 5.3) 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.