POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
|
Soroko Jacek | Rok studiów V Studia dzienne Semestr IX Rok Akademicki 2010/2011 |
|---|---|---|
LABORATORIUM PRACY SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH |
||
Data wykonania ćwiczenia 02.12.2010 |
Numer ćwiczenia: 9 |
Temat: Badanie wpływu parametrów regulatora napięcia i częstotliwości na stabilność przejściową generatora |
Data oddania ćwiczenia: . |
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenie jest sprawdzenie umiejętności doboru stałych czasowych i współczynników wzmocnień regulatora napięcia oraz regulatora częstotliwości turbozespołu.
Opis ćwiczenia
Analizę stanów nieustalonych generatora synchronicznego z uwzględnieniem obwodów tłumiących prowadzi się w układzie q,d w jednostkach względnych odniesionych do parametrów znamionowych generatora. Na rys. 9.1 pokazano ogólny schemat zastępczy generatora w osi q oraz d uwzględniający asymetrię wirnika. Wszystkie wielkości podane na schemacie są wyrażone w jednostkach względnych odniesionych do znamionowej mocy i znamionowego napięcia generatora.
Moc czynna i bierna wytwarzana przez generator opisana jest następującym wzorem
P = Vq Iq + Vd Id
Q = Vd Iq - Vq Id
gdzie Vq, Vd, Vq, Vd oznaczają napięcie i prąd na zaciskach generatora w układzie d,q.
Rys. 9.1. Schemat zastępczy generatora synchronicznego w osi d oraz q z uwzględnieniem asymetrii uzwojeń; a) – w osi d wirnika, b) – w osi q wirnika.
Przebieg ćwiczenia:
Dane wprowadzone do programu:
% GENERATOR *************************************************
gen=[
%Sng Ung xd xq xdp xqp xdb xqb Tdop Tqop Tdob Tqob Tm D
% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
24.8 10.5 2.9 2.885 0.254 2.254 0.143 0.159 2.83 0.001 0.054 0.57 4.7 0];
% REGULATOR NAPIECIA
arn=[
%KU1 TU1_s KU2 TU2_s KU3 TU3_s KU4 TU4_s KE TE_s VRmin_pu VRmax_pu Efmin_pu Efmax_pu
% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 0.5 1 0.05 150 0.03 5.0 5.0 1 0.7 0 5 0 7.5];
%REGULATOR TURBINY CIEPLNEJ + TURBINA CIEPLNA - model uproszczony ze stala moca na wyjsciu z kotla
% liniowy model turbiny cieplnej G(s) = 1/(1+sTtc)
% regulator z dwoma stalymi czasowymi G(s) = K(1+sT2)/(1+sT1)
rpt=[
% K T1_s T2_s T3_s Ttc_s sPmax sPmin Pmax_MW Pmin_MW
% 1 2 3 4 5 6 7 8 9
25.0 0.2 0.001 0.3 0.3 1 -1 20 5];
P=15; % moc czynna [MW] doplywajaca do SEE
Q=5; % moc bierna [Mvar] doplywajaca do SEE
% Polaczenie GS - SEE
R=0.1876; X=0.3988; % impedancja w omach galezi laczacej GS - SEE przy nap. Ung
Us = 1.1478; % sztywne napiecie SEE odniesione do nap. znam. GS
Obliczenia dla wariantu bazowego bez regulacji:
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu bazowego z regulacją napięcia turbiny
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją napięcia turbiny (zmiana parametru Tu1=0.5)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją napięcia turbiny (zmiana parametru Tu2=0.4)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją napięcia turbiny (zmiana parametru Ku3=350)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją napięcia turbiny (zmiana parametru Tu3=0,5)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją napięcia turbiny (zmiana parametru Ku4=30)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją napięcia turbiny (zmiana parametru Tu4=30)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pe = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją częstotliwości (podstawowy)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją częstotliwości (zmiana parametru K=45)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją częstotliwości (zmiana parametru T1=0.8)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją częstotliwości (zmiana parametru T2=0.09)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pg = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Obliczenia dla wariantu z regulacją częstotliwości (zmiana parametru T3=1.2)
WYDRUK KONTROLNY
Pm = 0.6179 Pe = 0.6179
dr = 0.7447
Vq = 0.8989 Vd = -0.7744
Iq = 0.2684 Id = -0.4863
Eqb = 0.9685 Edb = -0.7317
Eqp = 1.0224 Edp = -0.1694
Wnioski:
W czasie trwania zwarcia napięcie i moc czynna generatora obniżają się do zera a następnie następuje oscylacyjny powrót do stanu poprzedzającego zwarcie. Kąt wirnika podczas zwarcia przekracza 150 stopni, po czym wraca do wartości początkowej.
Zwiększenie parametru TU1 spowodowało wzrost SEM podprzejściowej oraz przejściowej jak również napięcie generatora. Podobnie mamy dla przypadku zwiększania parametrów TU2 oraz TU3. Zmiany parametrów KU3,KU4 oraz TU4 nie wpływają na stabilność generatora przy stałej mocy mechanicznej.
W przypadku regulacji częstotliwości zwiększenie parametrów K,T3 powoduje wzmocnienie sygnału na wejściu regulatora obrotów. Parametry T1, T2 nie powodowały żadnych zmian.