Transcript Preuzmi fajl

Regulacija napona i reaktivnih snaga
Pored učestanosti napon je najvažniji pokazatelj koji karakteriše stanje
EES-a
Naponi nisu svuda isti ni u pojedinim galvanski spojenim mrežama istog
naponskog nivoa
Osnovni zadatak regulacije napona i reaktivnih snaga je održavanje napona
u čvornim tačkama sistema u traženim granicama
Smanjenjem prenosa reaktivnih snaga kroz vodove povećava se sigurnost
pogona i smanjuju se gubici
DEFINISANJE OSNOVNIH REGULACIONIH
UREĐAJA
Sredstva koja proizvode ili troše reaktivnu snagu
● Sinhroni generatori
● Motori
● Kompenzatori
● Otočni kondenzatori
● Induktivni kalemovi
Sredstva za preraspodjelu tokova reaktivnih snaga u mreži
● Transformatori sa promjenljivim odnosom transformacije
● Redni kondenzatori
● Prigušnice
DEFINISANJE OSNOVNIH REGULACIONIH
UREĐAJA
Regulacioni uređaji za Q-U regulaciju
■ Automatski regulatori napona sinhronih
mašina (putem sistema za regulaciju pobude)
■ Automatski regulatori napona regulacionih
transformatora
■ Automatski regulatori statičkih kompenzatora
■ Automatski preklopni uređaji za uključenje
baterija otočnih kondenzatora
DEFINISANJE OSNOVNIH REGULACIONIH
UREĐAJA
Glavni izvor reaktivne snage u EES-u je sinhroni generator
Upravljanje naponom na prikljičcima sinhronog generatora i proizvodnjom
reaktivne snage vrši putem sistema za regulaciju pobude
Pobudnica je izvor struje pobude, a to je bilo koji izvor jednosmjerne struje
TIPOVI POBUDNIH SISTEMA
JEDNOSMJERNI (DC) SISTEM POBUDE
● Pobudnu struju proizvodi jednosmjerni generator koji se pokreće preko
zajedničkog vratila sa sinhronim generatorom ili pomoću nezavisog motora
NAIZMJENIČNI (AC) SISTEM POBUDE
● Pobudna struja se dobija iz pobudnog generatora naizmjenične struje i
ispravljača
STATIČKI NAIZMJENIČNI (ST) SISTEM POBUDE
● Energiju uzimaju sa krajeva samog generatora kojeg pobuđuju ili sa
sabirnica sopstvene potrošnje elektrane
DODATNI MODUL POWER SYSTEM
BLOCKSET
Power System Blockset je dio dodatnog modula Simulink
Pokretanje se vrši na jedan od sledeća dva načina
● Sa komandne linije Matlaba kucanjem
komande: ›› Powerlib
● Pokretanjem simulinka i aktiviranjem
ikone SimPowerSystems
MODEL SINHRONE MAŠINE
Blok sinhrone mašine radi kao generator
ili kao motor
Ulazi i izlazi
● Pm - mehanička snaga
● Vf - napon pobude
● m - Simulink izlazni blok je vektor
koji sadrži 22 signala
OSNOVNE REGULACIONE STRUKTURE
BAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJI
Model sistema pobude tipa DC1A
● Obrtni jednosmjerni komutatorski sistem sa regulatorom kontinualnog
dejstva
Problem se javlja zbog efekta zasićenja glavne
pobudnice
● Funkcija zasićenja
● Zasićenje se aproksimira eksponencijalnom
funkcijom oblika
OSNOVNE REGULACIONE STRUKTURE
BAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJI
Osnovni ulaz u ovaj model je izlazni signal iz naponskog komparatora, kao
algebarski zbir signala referentnog napona i izlaza iz mjernog filtera
Na sumacionu tačku na ulazu takođe se dovode signal iz stabilizatora EES
Vs i signal stabilizacione povratne sprege sistema pobude VF
Regulator napona se sastoji od diferencijalnog-integralnog uskladnika čija
je funkcija prenosa (1+sTc)/(1+sTb) i pojačavača okarakterisanog
pojačanjem KA i vremenskom konstantom kašnjenja TA
OSNOVNE REGULACIONE STRUKTURE
BAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJI
Model sistema pobude tipa AC4A
● Naizmjenični pobudni generator - regulisani tiristorski ispravljač
● Regulator napona kontroliše ugao paljenja gatea tiristorskog mosta
● Pobudni alternator je predstavljen samo preko ograničenja na EMS EFD
(VRMAX-KCIFD i VRMIN-KCIFD), pomoću kojih se modeluju ograničenja
pobudnog ispravljača i pada napona zbog prisustva komutacione reaktanse
● Globalno ekvivalentno pojačanje i vremenska konstanta pridružena
regulatoru i kolu za paljenje tiristora, simuliraju se preko parametara
KA i TA, respektivno
OSNOVNE REGULACIONE STRUKTURE
BAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJI
Statički sistem pobude tipa ST1A
● Napojni transformator bez kompaundacije – regulisani ispravljač
● Pojačanje regulatora napona i inherantne vremenske konstante sistema
pobude modeluju se preko izbora parametara KA i TA
● Uticicaj komutacionog pada napona na plafon napona pobude modeluje se
preko faktora KC, koji zajedno sa strujom IFD i naponom VT određuje
gornje ograničenje normalizovanog napona pobude EFD
FORMIRANJE EKVIVALENTNIH
LINEARIZOVANIH MODELA
Uprošćeni linearni model sinhrone mašine vezane na krutu mrežu, posredstvom
prenosnog voda, izveden je uvođenjem sledećih pretpostavki
● Zanemaruju se efekti prigušnih namotaja
● Zanemaruje se otpor namotaja statora
● Članovi d(λd)/dt i d(λq)/dt u naponskim jednačinama statora i opterećenja
mali su u odnosu na članove ωλd i ωλq , pa se i oni zanemaruju
● Pretpostavlja se da su članovi tipa ωλ u naponskim jednačinama statora i
opterećenja jednaki ωnλ
● Zanemaruju se efekti zasićenja
● Pretpostavlja se rad mašine sa uravnoteženim opterećenjem
FORMIRANJE EKVIVALENTNIH
LINEARIZOVANIH MODELA
Osnovne simbočičke jednačine ovog uprošćenog modela sinhrone mašine
- jednačina EMS E’q
- jednačina električnog momenta
- jednačina napona na krajevima mašine
- jednačina obrtnih masa
- jednačina ugla rotora
-Uprošćeni model sinhrone
mašine vezane na krutu mrežu
FORMIRANJE EKVIVALENTNIH
LINEARIZOVANIH MODELA
Sistem za regulaciju pobude tipa DC1A
FORMIRANJE EKVIVALENTNIH
LINEARIZOVANIH MODELA
Sistem za regulaciju pobude tipa AC4A
FORMIRANJE EKVIVALENTNIH
LINEARIZOVANIH MODELA
Sistem za regulaciju pobude tipa ST1A
ANALIZA RADA REGULATORA NA TEST
PRIMJERIMA
Posmatra se sinhroni generator koji je vezan na krutu mrežu posredstvom
voda impedanse Z  (0 .0 2  j 0 .4 ) r.j.
e
Sn=160 MVA ;
Vn=15 KV, sprega Y ;
In=6158,4 A ;
cos фn=0.85 ;
Fn=60 Hz ; Nn=3600 ob/min ;
VFn=375 V ;
IFn=926 A ;
Ld=6,341∙10-3 H ;
LF=2,189 H ;
Lq=6,118∙10-3 H ;
LD=5,989∙10-3 H ;
LQ=1,423∙10-3 H ;
ld=lq=0.5595∙10-3 H ;
kMD= 5,782∙10-3 H ;
kMQ=2,779∙10-3 H ;
R125°C= 1,542∙10-3 Ω ;
rF=0.371 Ω ;
rD=18,421∙10-3 Ω ;
rQ=18,969∙10-3 Ω ;
MD^2=21342 kgm2 ;
Nakon izvršenih proračuna dobijaju se parametri nelinernog modela generatora
Stator:
ru =0,001096 r.j. - otpornost namotaja statora
ldu =lqu=0,15 r.j. - induktivnost rasipanja statora
Lmd =1,55 r.j. - induktivnost magnećenja svedena na d -osu
Lmq = 1,49 r.j. - induktivnost magnećenja svedena na q -osu
Pobuda:
rFu =0,000744 r.j - otpornost pobude svedena na stator
lF =0,106 r.j. - induktivnost rasipanja pobudnog namotaja
Faktori prigušenja:
rDu =0.0131 r.j. - otpornost prigušenja po d-osi
lD =0,055 r.j. - induktivnost prigušenja po d-osi
rQu =0,054 r.j. - otpornost prigušenja po q-osi
lQ =0.036 r.j. -induktivnost prigušenja po q-osi
H =2,37 s - koeficijent inercije
F =0 r.j. - koeficijent trenja
p =1 - broj pari polova
ANALIZA RADA REGULATORA NA TEST
PRIMJERIMA
Nelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa DC1A
ANALIZA RADA REGULATORA NA TEST
PRIMJERIMA
Nelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa AC4A
ANALIZA RADA REGULATORA NA TEST
PRIMJERIMA
Nelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa ST1A
SIMULACIJE
U simulacijama su prikazani vremenski odzivi izlaznog napona sinhronog
generatora Vt, za nelinearne i linearne sisteme pobude
● Sistem za regulaciju pobude tipa DC1A
Napon nelinearnog modela SG
Napon linearnog modela SG
SIMULACIJE
Zasićenje elektromašinske pobudnice (DC1A)
● Željena vrijednost izlaznog napona je VREF = 2r.j.
Napon nelinearnog modela SG
Zasićenje elektromašinske pobudnice
SIMULACIJE
Sistem za regulaciju pobude tipa AC4A
● Vremenski odzivi napona su prikazani za VREF = 1,1 r.j.
Napon nelinearnog modela SG
Napon linearnog modela SG
SIMULACIJE
Sistem za regulaciju pobude tipa ST1A
● Vremenski odzivi napona su prikazani za VREF = 1,1 r.j.
Napon nelinearnog modela SG
Napon linearnog modela SG
SIMULACIJE
Uticaj stabilizatora EES-a na odziv izlaznog napona sinhronog generatora
Napon SG sa PSS
Napon SG bez PSS