Групповые регуляторы частоты и мощности электростанций

Групповой регулятор управляет активной мощностью группы агрегатов ЭС как единым целым, что упрощает общесистемное регулирование час­тоты и мощности.

В состав группового регулятора входят:

· индивидуальные АРЧВ с астатической настройкой;

· центральное задающее устройство – задатчик активной мощности аг­ре­гатам группы – ЗМ или задатчик открытия направляющих аппа­ратов гидротурбин – З0;

· устройство автоматического распределения между агрегатами сум­мар­ной активной мощности – корректор активной мощности.

Корректор активной мощности связывает индивидуальные АРЧВ ме­жду собой и с центральным задающим устройством. В зависимости от спо­соба воздействия корректора активной мощности на АРЧВ – непосредст­венно на усилитель У (гидравлический, магнитный, полупроводниковый) или через задающее устройство ЗУ – различают соответственно первичные и вторичные групповые регуляторы.

В качестве примера рассмотрим устройство первичного группового ре­гу­лирования частоты и мощности (УГРМ), разработанное в институте «Гид­ро­энергопроект»,которое применяется на гидростанциях с однотипными агрега­тами, относится к первичным групповым регуляторам, основано на использова­нии метода долевого статизма (см.пп.5.5.5), но обеспечивает уравнива­ние углов открытия направляющих аппаратов гидротурбин.

Упрощенная принципиальная схема УГРМ приведена на рис. 5.13.

Основным элементом корректора активной мощности является устрой­ство уравнивания углов открытия направляющих аппаратов НА1…НАn гид­ротурбин от 1-й до n-й. Устройство уравнивания состоит из датчиков откры­тия направляющих аппаратов ДНА1…ДНАn и исполнительных блоков ИБ1…ИБn, соединенных в схему многолучевой звезды.

Датчиками открытия направляющих аппаратов служат бесконтактные сельсины, работающие в трансформаторном режиме. Ротор каждого сель­сина связан со штоком ГИМ направляющего аппарата, и напряжение ДНА пропор­ционально углу открытия НА.

В качестве исполнительных блоков, воздействующих на поршни золот­ни­ковых гидроусилителей ГУ регуляторов турбин, применены бесконтакт­ные сельсины, работающие в режиме моментного двигателя. При отсутст­вии тока в обмотке ротора ИБ момент на его валу равен нулю. Направление момента за­висит от фазы тока в роторе.

Рис. 5.13. Принципиальная схема УГРМ

Число цепей схемы уравнивания определяется числом гидрогенерато­ров, привлеченных к регулированию частоты и мощности. Подключение каждой цепи осуществляется контактом реле KL, которое срабатывает после включе­ния выключателя генератора и открытия НА турбины на определен­ный угол.

Задание активной мощности электростанции осуществляется задатчи­ком мощности ЗМ, ток выхода которого пропорционален .

Переменное напряжение на выходе дифференциального магнитного усилителя У:

,

где – ток управления У, пропорциональный фактической активной мощно­сти i-го генератора, фиксируемой измерительным преобразователем мощно­сти.

В режиме регулирования активной мощности напряжение создает одина­ковый переменный ток в обмотках роторов всех ИБ, фаза которого зави­сит от знака отклонения суммарной фактической активной мощности всех генераторов от . В установившемся режиме, когда , .

Чтобы не произошла разгрузка ЭС при обрыве или других неполадках в цепи задания мощности ( , ), предусмотрено реле РЗ, которое при исчезновении тока снимает своим контактом питание с усили­теля, после чего .

Регулировать суммарную мощность ГЭС можно и задатчиком открытия ЗО, воздействуя через цепи уравнивания на все ИБ.

Для быстрого ввода резервной мощности ГЭС при понижении частоты в энергосистеме и действии устройства частотного пуска его контакты ЧП1 и ЧП2 отключают цепи задания – УГРМ автоматически переводится в ре­жим астатического регулирования частоты.

В этом режиме индивидуальные АРЧВ (с астатической настройкой) дей­ствуют на увеличение открытия направляющих аппаратов НА. Если при этом углы открытия НА изменяются одинаково, то напряжения на выводах ДНА равны и токи в обмотках роторов ИБ не протекают. При неодинаковом откры­тии НА турбин в схеме уравнивания появятся токи и исполнительные блоки будут действовать через ГУ на НА турбин до тех пор, пока открытия всех НА не уравняются.

В настоящее время на ГЭС применяются около 20 типов устройств груп­пового регулирования, отличающихся конструктивно. Перспективным явля­ется устройство «ГРАМ».

Разработана система комплексного управления ГЭС с функциями груп­по­вого регулирования активной и реактивной мощности, а также напряже­ния. В ней распределение нагрузки между гидроагрегатами решается как оптимиза­ционная задача с учетом основных характеристик агрегатов, КПД, ресурса, нежелательных зон работы, технологических ограничений и др. Применение системы направлено на снижение и выравнивание износа доро­гостоящего первичного оборудования электростанций, повышение КПД, оперативности и точности регулирования, минимизацию влияния человече­ского фактора.

На ТЭС для группового регулирования активной мощности применя­ется устройство «САУМ». Расширяется внедрение регулятора суммарной мощно­сти электростанции (РСМ), действующего на ЭГР паровых турбин.