Автоматическое управление в энергетике

Процесс выработки, передачи и распределения эл. энергии имеет ряд особенностей:

- огромное количество вырабатываемой и передаваемой электроэнергии в течении длительного времени.

- непрерывность процесса выработки, передачи и распределения

- большие скорости протекания процессов.

Когда технологическая цепь между вырабатываемой и потребляемой энергией нарушается, в месте повреждения выделяется большое количество энергии в виде тепла, что в свою очередь приводит к повреждениям в оборудовании и недоотпуску энергии.

Устройства автоматизации энергосистем по своему назначению и выполняемым функциям разделяют на 2 вида:

1. устройства обеспечивающие надежность работы энергосистемы, бесперебойность электроснабжения при аварийных режимах.

А) устройства релейной защиты

Б) устройства противоаварийной автоматики.

2. устройства автоматизации, которые обеспечивают должные качественные показатели электроэнергии, экономичность работы всей энергосистемы, контролируют U, f, P, Q.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА И ЕГО ОСНОВНЫЕ ОРГАНЫ

Устройство управления совместно с элементами обратной связи называется автоматическим регулятором.

ЭЛЕМЕНТЫ РЕГУЛЯТОРА:

Элементы регулятора выполняют следующие функции:

1 – измерение и преобразование регулируемой величины у.

2 – формулируют заданное значение у₀ заданной величины.

3 – выявление отклонения регулируемой величины у от заданного значения.

4 – вырабатывается управляемое воздействие.

Наиболее распространенным законом регулирования является ; регулятор пропорционального действия

Основной недостаток П-регулятора заключается в невозможности поддержания величины на постоянном уровне при изменении внешних воздействий.

Интегральный регулятор (И-регулятор):

Дифференциальный регулятор:

ПИД-регулятор:

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

ЭДС обмотки статора СГ определяется силой тока в его обмотке возбуждения. Напряжения на выводах обмотки статора U_ГС. Ток I_Г - возмущающее воздействие (Х). Ток I_ВГ зависит от U_В, причем U_В создается двумя токами I_ВВ и I_доб.. I_доб – регулирующее воздействие (Z).

Автоматический регулятор состоит из следующих элементов:

- потенциометр R, в котором через T напряжения подводится вторичное U_Г.

- измерительный орган (ИО)

- усилитель мощности (УМ) с выходом постоянного тока.

ИО выявляет величину и знак отклонения на его входе от заданного значения у₀.

ИО настроен, что при отсутствии нагрузки =0,

Появляется нагрузка начинается рост Iг, что приводит к уменьшению напряжения на выводах генератора. на выходе

Усиливается УМ и формируется , ток I_доб увеличивает U_В и происходит частичная компенсация снижения напряжения.

 

6) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ
ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ТУРБИНЫ

Количество энергоносителя в единицу времени определяет мощность, которую развивает турбина , М – момент сопротивления;

Любые изменения электрической нагрузки приводят к изменению момента, если количество энергоносителя неизменно, то при увеличении момента частота вращения уменьшается.

Работа регулятора: Изменение количества пара поступающего в турбину осуществляется сложным клапанным механизмом который для наглядности представляется в виде задвижки. Непосредственно воздействие на клапанный механизм требует усилий в тысячи ньютонов. Для этого применяется мощный гидравлический исполнительный механизм (ГИМ). Поршень золотника механически связан с муфтой центробежного измерительного органа. Вал центробежного механизма жестко связан с валом турбины и представляет собой основную обратную связь.

Пусть нагрузка генератора увеличивается, что приводит к снижению частоты. При этом муфта смещается вниз(а), что приводит к смещению вниз поршня золотника, и масло под давлением поступает в нижнюю часть ГИМ.