4.2.1 Автоматична система регулювання частоти і потужності за мнимостатичними характеристиками

У даній вторинній системі як параметр розподілу використовується сумарна потужність електростанції. Регулююче вплив на МІЧВ кожного агрегату формується за законом

………………………………

(4.7)

……………………………….

де регулюючий вплив, обумовлений відхиленням частоти від номінальної; - коефіцієнт, що забезпечує відповідність регулюючих впливів; -потужність, що розвивається і-м агрегатом; -дольова участь і-го агрегату в сумарному навантаженні електростанції; сумарна потужність усіх .паралельно працюючих агрегатів, що беруть участь у регулюванні частоти.

Обов'язковою умовою астетичного регулірування частоти є дотримання рівності .

Принципова схема розглянутої системи вторинного регулювання показана на рис. 4.9. Регулюючі впливи, створені відповідно до (4.7), реалізуються через виконавчий елемент ІЕ характеристика якого забезпечує реверсивну роботу двигуна МІЧВ, дія убік як збільшення, так і зменшення навантаження агрегату. Тому як виконавчий елемент використовується двотактний підсилювач.

При виникненні небалансу потужності в ЕЕС частота відхиляється від номінальної і створюється відповідний регулюючий вплив на зміну розвиваючим агрегатами потужності.

Сумарне навантаження станції змінюються, а за нею змінюються запропонована і розвиваюча Р_і; кожним агрегатом потужності.

Зміна потужності частоторегулюючої станції приводить до зникнення небалансу активної потужності в ЕЕС і відновленню частоти, при цьому зникає регулююче вплив від , а сумарне навантаження стає постійним. Перестає змінювативатися і потужність , чим і забезпечується астетичне регулювання частоти: при , регулюючий вплив, створений їхньою нерівністю, зникає. Розподілення сумарного навантаження станцій між агрегатами виходить примусовим за коефіцієнтами дольової участі а статизм по частоті зникає. Звідси і назва метода-регулювання частоти і потужності по зникаючому статизму.

Рисунок 4.9 - Принципова схема вторинного регулювання частоти і потужності по мнімостатичним характеристиках. ІОЧ-вимірювальний орган частоти

Можливість забезпечення астетичного регулювання частоти і примусового розподілу розглянутим методом випливає із аналізу закону регулювання. Визначається сумарний регулюючий вплив на всі агрегати шляхом підсумовування рівнянь (4.7). Попередньо кожне з них поділяється на відповідний коефіцієнт . В результаті виходить вираження

.

Оскільки , сума розвиваюча агрегатами потужностей дорівнює сумарній потужності станції, ті два останні члени зникають, залишається співвідношення що може мати місце лише при , регулювання частоти-астетичного, а навантаження розподіляється відповідно до коефіцієнтів ;.

Як видно зі схеми (рис. 4.9), запропоновані значення потужності агрегатів забезпечуються пристроєм розподілу активної потужності (УРАМ), у яку надходять зведення про потужності, що розвиваються агрегатами від вимірювальних перетворювачів потужності ІПМ установлених на агрегатах, і в який формуються значення коефіцієнтів ;.

Розглянутий метод регулювання частоти й активної потужності дуже придатний для ГЕС, де встановлюються однотипні агрегати і можна здійснити рівномірний розподіл навантажень по середньому значенню .Якщо то умова то умова астетичного регулювання частоти дотримується.

Крім того, якщо ХОП агрегатів однакові, то розподіл по середній потужності дає оптимальний режим рівнобіжної роботи агрегатів.

Регулювання по зазначеному методі на ГЕС може бути здійснено і без вторинної системи регулювання первинними АРВЧ, оскільки останні постачені ізодромним пристроєм і можуть працювати з нульовим статизмом (нульовою залишковою нерівномірністю). Для регулювання по вказаному методі поставляються для гідроагрегатів електрогідравлічні регулятори частоти обертання (ЕГР) забезпечувалися пристроєм для розподілу навантажень по середньому відкриттю направляючих апаратів турбін і пристроєм групового регулювання частоти і потужності всіма паралельно працюючими агрегатами по сумарному відкриттю направляючих апаратів турбін. Одночасно могла змінюватися й уставка по частоті, підтримуваної часто-торегулюючих ГЕС. Розподіл навантажень за середнім значенням у розглянутих пристроях здійснюється по способі, описаному в гл. 8, за схемою з двома вузлами паралельно з'єднаних галузей з ЕДС і навантажувальними провідностями (схема багатопроменевої зірки) (див. рис. 8.6). Значення ЕДС пропорційне відкриттю направляючого апарата, а в качестве навантажувальну провідність використовується первинна обмотка трансформатора схеми зрівнювання, вторинна обмотка забезпечує подачу керуючого впливу в ЕГР.

Розподіл навантаження за середнім значенням за допомогою зазначеної схеми широко використовувалося на ГЕС, турбіни яких були постачені гідромеханічними АРЧВ. Розроблялися різні пристрої групового регулювання потужності агрегатів (УГРАМ) за середнім значенням відкриття направляючого апарата, у яких урівнювання здійснювалося шляхом додаткового впливу на спонукальні золотники гідравлічних підсилювачів АРЧВ.

Схеми вирівнювання навантажень :агрегатів за середнім значенням володіють поруч недоліків, основними з яких є:

наявність поперечних зв'язків між АРЧВ агрегатів, для чого потрібна прокладка багатожильних кабелів по всьому машинному залі ГЕС;

розвантаження всіх паралельно працюючих агрегатів при зникненні ЕДС в одній з рівнобіжних ланцюгів і збереженні самого ланцюга;

розподіл по середньому відкриттю направляючого апарата не завжди відповідає оптимальному режиму, в зв'язку з чим потрібний розподіл по рівності відносних приростів витрати води.

Тому в даний час розроблені схеми групового регулювання частоти і потужності з індивідуальним (радіальним) завданням або за середнім значенням, чи відповідно до ХОП агрегату.

Як приклад на рис. 4.10 приведена функціональна схема ГРАМ з радіальним завданням при установці на гідроагрегатах АРЧВ типу ЕГР-І, схема якого приведена вище (див. рис. 3.22). Дія ГРАМ заснована на тім, що на вхід підсилювачів потужності 10 керуючого сигналу від МІМ через контакти перемикаючих реле 16 надходить сигнал від центрального елемента, що задає, (задатчика) активної потужності (ЦЗАМ). При цьому усі гідроагрегати TG, підключені до ЦЗАМ, одержують керуючий вплив одночасно. На схемі показане групове керування агрегатами за середнім значенням потужності. У разі потреби обліку розходження ХОП окремих агрегатів ЦЗАМ повинний мати індивідуальні виходи. При відключенні агрегата від ГРАМ відновлюється керування від МІМ.

Для виключення стрибкоподібних змін потужності при переключенні агрегату з ГРАМ на МІМ у схемі передбачене безупинне спостереження МІМ за керуючим впливом від ЦЗАМ за допомогою підсилювача15, на вхід якого подається від елемента 14 різниця сигналів з виходів ЦЗАМ і МІМ.