Тема 10. 2. Типовая структурная схема группового управления гидроагрегатами гэс по активной и реактивной мощностям.

Система группового регулирования активной мощности (ГРАМ) и система группового регулирования реактивной мощности (ГРРМ) выполнены в виде программно-технических комплексов (ПТК) с использованием программных и технических средств на базе промышленных компьютеров и контроллеров.

ПТК ГРАМ и ГРРМ предусматривают групповое управление гидроагрегатами как по заданному графику, так и по внеплановому заданию (рис.107).

Условные обозначения к схеме (рис.107):

Г1, Г2 – синхронные генераторы;

Т1, Т2 – трансформаторы блоков генератор- трансформатор;

Т – гидравлическая турбина;

ВГ1, ВГ2 – выключатели блоков ГТ;

ВЛ1, ВЛ2 – выключатели линий электропередач;

ДМ – датчики мощности блоков ГТ;

АРВ – автоматическое регулирование возбуждения генератора;

ЭГР – электрогидравлический регулятор скорости вращения турбины;

ДНА – датчик открытия направляющего аппарата;

Р1, Р2 – реле подключения ЭГР к ПТК  ГРАМ;

ГРАМ – групповой регулятор активной мощности;

ГРРМ – групповой регулятор реактивной мощности и напряжения.

ТТ

ТТ

ТН

∑ Рфакт

Рфакт г

U факт

Рфакт г

АРВ

ЭГР

ВЛ2

Г1

Т1

ВГ1

~

Т1

ВЛ1

Г2

Т2

ВГ21

~

Т

ГРРМ

ГРАМ

АРВ

ЭГР

ДНА

Рз (график Р)

Рвнеп.з (от энергосистемы)

U з (график U)

ДМ

ДМ

Р2

Р1

ДНА

Рис. 107. Типовая структурная схема группового управления гидроагрегатами ГЭС по активной и реактивной мощностям.

Тема 10.3.  Принцип работы ПТК ГРРМ.

ПТК ГРРМ воздействует на АРВ генераторов и поддерживает напряжение на ГЭС согласно суточному графику напряжения U з = f (t) который закладывается в память программы ГРРМ, где

t - почасовое время суток. В течении суток график может корректироваться внеплановым заданием U внеп.з от диспетчера энергосистемы. 

Поэтому полное задание равно (U з + U внеп.з).

В состав ПТК ГРРМ входят:

- АРВ генераторов,

- трансформатор напряжения ТН (измеряет фактическое напряжение U ф на шинах РУ).

 

ГРРМ получает от ТН фактическое напряжение U ф на шинах РУ, плановое задание U з по графику, внеплановое задание U внеп.з  от диспетчера энергосистемы и вычисляет ступень задания ∆ U на отработку при помощи АРВ генераторов по формуле:

± ∆ U = U ф–(U з+ U внеп.з)

График U з= f (t) закладывается в память программы ГРРМ, где t - почасовое время суток.

Регуляторы АРВ отрабатывают эту ступень за счёт увеличения или уменьшения тока возбуждения I в генераторов.

Ток I в изменяет ЭДС генератора, Ег=4.44×Ф× f × w ×к_обм,

где Ф зависит от тока возбуждения I возб.

Соответственно изменяется фактическое напряжение на шинах генератора U ф= E г- I н×Хг, где Хг – сопротивление обмотки статора генератора.

АРВ генераторов отрабатывают ступень ± ∆ U с учётом знака. Если знак + ∆ U, то U ф>(U з+ U внеп.з) и тогда АРВ генераторов снижают ток возбуждения и тогда фактическое напряжение U ф снижается до заданного, а если знак - ∆ U, то U ф<(U з+ U внеп.з)  тогда АРВ генераторов повышают ток возбуждения до тех пор пока U ф=(U з+ U внеп.з) и ∆ U станет равно нолю.

Тема 10.4. Принцип работы группового регулятора активной мощности ПТК ГРАМ.

ПТК ГРАМ действует непосредственно на регуляторы активной мощности ЭГР и распределяет задание суточного графика Рз= f (t) по активной мощности равномерно между гидроагрегатами. В качестве обратной связи в ЭГР вводится угол открытия направляющего аппарата от датчика ДНА.

График Рз= f (t) закладывается в память программы ГРАМ, где t - почасовое время суток. В течении суток график может корректироваться внеплановым заданием Рвнеп.з от диспетчера энергосистемы. Поэтому полное задание равно (Рз + Рвнеп.з).

Задание (Рз+Рвнеп.з) раскидывается поровну между гидроагрегатами, работающими в генераторном режиме, т.е.

где Рз - заданная мощность на один гидроагрегат,

N г – число гидроагрегатов в генераторном режиме.

 

В состав ПТК ГРАМ входят:

- ЭГР гидроагрегатов;

- ДНА (датчики открытия направляющего аппарата);

- Р1, Р2 – реле подключения управления гидроагрегата к ПТК ГРАМ;

- ДМ – датчики мощности блоков ГТ.

 

ГРАМ получает от датчиков мощности ДМ фактические значения мощностей Рф генераторов и вычисляет их сумму ∑Рф=Рф1+Рф2.

Затем ГРАМ вычисляет ступень задания ∆ Р на отработку при помощи по формуле: ± ∆Р=∑Рф–(Рз+Рвнеп.з)

ГРАМ раскидывает эту ступень равномерно между между гидроагрегатами, работающими в генераторном режиме, т.е.

∆Рзг=±∆Р/ N г через регуляторы ЭГР за счёт действия на направляющий аппарат гидротурбин с учётом знака. Если знак ∆Рзг плюс, то ЭГР гидротурбин прикрывают направляющий аппарат гидротурбины, уменьшая тем самым расход воды на турбину. А если знак ∆Р - минус, то тогда ЭГР гидротурбин приоткрывают направляющий аппарат турбины до тех пор пока ∆Р не станет равна нолю.

При отработке ступени задания ГРАМ подсчитывает располагаемую мощность гидроагрегата по формуле: Ррасп=9.81× Q × H × η,

а для группы N г гидроагрегатов, включённых в систему ГРАМ, он подсчитывает их суммарную располагаемую мощность ∑Ррасп= N г ×Ррасп, затем проверяет условие: N ×Ррасп≥ (Рз+Рвнеп.з), если это условие не соблюдается, то это означает, что суммарной мощности гидроагрегатов, работающих в генераторном режиме недостаточно и поэтому требуется подключение дополнительного гидроагрегата. При этом для дежурного персонала ЦПУ выдаётся сообщение с требованием ввода дополнительного гидроагрегата. Дежурный персонал вводит в работу дополнительный гидроагрегат. После ввода дополнительного гидроагрегата под управление в ПТК ГРАМ, ГРАМ делает перерасчёт ступеней ∆Р и ∆Рзг и далее процесс повторяется.

 

Контрольные вопросы по теме «Групповое регулирование активной и реактивной мощности генераторов».

1. Какой тип электростанций привлекается к к регулировании частоты в энергосистеме?

2.Что должна обеспечивать станционная система регулирования мощности гидроэлектростанции?

3.Какова величина допустимого отклонение частоты в энергосистеме от нормального значения 50 Гц?

4. Для чего на гидроэлектростанции используется ПТК ГРРМ?

6. Для чего на гидроэлектростанции используется ПТК ГРАМ?

7.Как формируется полное задание для ПТК ГРРМ? Объясните, используя формулу.

8.Как формируется полное задание для ПТК ГРАМ? Объясните, используя формулу.

9.В 12 часов Uз по графику задано 220 кВ, Uф на шинах ОРУ-220 в 12 часов было равно 219 кВ. От диспетчера энергосистемы пришло внеплановое задание равное +1 кВ. Вычислить ступень ∆U и объяснить, как нужно изменить ток возбуждения с учётом знака и при помощи какого автоматического устройства? Какое фактическое напряжение на шинах ОРУ-220 будет после отработки задания?

10. На ГЭС в генераторном режиме 5 генераторов с Рф=400 мВт. В 14 часов Рз по графику задано 1500 мВт. От диспетчера энергосистемы пришло внеплановое задание равное +150 мВт. Вычислить ступени ∆Р и ∆Рзг и объяснить, на что нужно подействовать с учётом знака и при помощи какого автоматического устройства? Какую мощность будет нести каждый генератор после отработки ступени ∆Рзг.

Литература.

М.Д. Кучкин. “Автоматическое управление и контроль режима работы гидроэлектростанций”. §§ 1-4,.

М.А. Беркович, В.А. Гладышев, В.А. Семёнов. «Автоматика энергосистем». Москва, ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1991 г. Гл. 7, §§8.1-8.3.

 

Раздел 11. Общие сведения о системах ПАА.