Войти
Управление скоростью падения - это режим управления, используемый для генераторов электроэнергии переменного тока, в результате чего выходная мощность генератора уменьшается с увеличением частоты сети. Он обычно используется в качестве режима управления скоростью регулятора первичного двигателя, приводящего в действие синхронный генератор, подключенный к электрической сети. Он работает, управляя мощностью, производимой первичным двигателем, в соответствии с частотой сети. При управлении падением скорости, когда сеть работает на максимальной рабочей частоте, мощность первичного двигателя снижается до нуля, а когда сеть работает на минимальной рабочей частоте, мощность устанавливается на 100% и промежуточные значения на других рабочих частотах.
Этот режим позволяет синхронным генераторам работать параллельно, так что нагрузки распределяются между генераторами с одинаковой кривой спада пропорционально их номинальной мощности.
На практике кривые спада, которые используются генераторами в больших электрических сетях, не обязательно являются линейными или одинаковыми и могут корректироваться операторами. Это позволяет изменять коэффициент используемой мощности в зависимости от нагрузки, так, например, генераторы с базовой нагрузкой будут генерировать большую долю при низкой потребности. Стабильность требует, чтобы в рабочем диапазоне частот выходная мощность монотонно уменьшалась в зависимости от частоты.
Управление скоростью падения может также использоваться сетевыми системами хранения. При регулировании спада скорости эти системы будут отбирать энергию из сети на частотах выше средних и подавать ее на более низких частотах.
Частота синхронного генератора определяется выражением
где
Частота (F) синхронного генератора прямо пропорциональна его скорости (N). Когда несколько синхронных генераторов подключены параллельно к электрической сети, частота фиксируется сетью, поскольку индивидуальная выходная мощность каждого генератора будет мала по сравнению с нагрузкой в большой сети. Синхронные генераторы, подключенные к сети, работают на разных скоростях, но все они работают на одной и той же частоте, потому что они различаются количеством полюсов (P).
В этом режиме задается задание скорости в процентах от фактической скорости. По мере того как генератор загружается от холостого хода до полной, фактическая скорость первичного двигателя имеет тенденцию к снижению. Чтобы увеличить выходную мощность в этом режиме, увеличивается задание скорости первичного двигателя. Поскольку фактическая скорость главного двигателя фиксируется сеткой, эта разница в заданной скорости и фактической скорость первичного двигателя используется для увеличения потока рабочей жидкости (топливо, пар и т.д.) к первичному двигателю, и, следовательно, выходной мощности увеличена. Обратное будет верно для уменьшения выходной мощности. Заданная скорость первичного двигателя всегда больше фактической скорости первичного двигателя. Фактическая скорость тягача разрешается «провисание» или уменьшения по ссылке, и поэтому имя.
Например, если турбина рассчитана на 3000 об / мин, а скорость машины снижается с 3000 до 2880 об / мин, когда она загружена с холостого хода до базовой нагрузки, то% спада определяется как
В этом случае задание скорости будет 104%, а фактическая скорость будет 100%. На каждые 1% изменения задания скорости турбины выходная мощность турбины будет изменяться на 25% от номинальной для блока с настройкой спада 4%. Таким образом, падение выражается как процентное изменение (расчетной) скорости, необходимое для 100% действия регулятора.
Поскольку частота в сети фиксирована, и поэтому фактическая скорость турбины также является фиксированной, увеличение задания скорости турбины увеличит ошибку между заданной и фактической скоростью. По мере увеличения разницы расход топлива увеличивается для увеличения выходной мощности, и наоборот. Этот тип управления называется «прямо пропорциональным» управлением. Если вся сеть имеет тенденцию к перегрузке, частота сети и, следовательно, фактическая скорость генератора будут уменьшаться. Все агрегаты увидят увеличение погрешности скорости, что приведет к увеличению расхода топлива к их первичным двигателям и выходной мощности. Таким образом, режим управления падающей скоростью также помогает поддерживать стабильную частоту сети. Количество произведенной мощности строго пропорционально ошибке между фактической скоростью турбины и заданной скоростью.
Можно математически показать, что если все машины, синхронизированные с системой, имеют одинаковый контроль скорости спада, они будут распределять нагрузку пропорционально номинальным характеристикам машины.
Например, как увеличивается расход топлива или уменьшенное в газовой турбине большой мощности конструкции GE может быть задано формулой
FSRN = (FSKRN2 * (TNR-TNH)) + FSKRN1
Где,
FSRN = задание хода топлива (топливо подается в газовую турбину) для режима спада
TNR = задание скорости турбины
TNH = фактическая скорость турбины
FSKRN2 = постоянная
FSKRN1 = Константа
Вышеприведенная формула - не что иное, как уравнение прямой линии (y = mx + b).
Несколько синхронных генераторов, имеющих одинаковый% уставки спада, подключенные к сети, будут разделять изменение нагрузки сети пропорционально их базовой нагрузке.
Для стабильной работы электрической сети Северной Америки электростанции обычно работают с падением скорости на четыре или пять процентов. По определению, при 5% -ном падении скорость при полной нагрузке составляет 100%, а скорость без нагрузки - 105%.
Обычно изменения скорости незначительны из-за инерции общей вращающейся массы всех генераторов и двигателей, работающих в сети. Регулировка выходной мощности для конкретной комбинации движителя капсюля и генератора выполняется путем медленного повышения кривой спада за счет увеличения давления пружины на центробежном регуляторе или с помощью регулировки блока управления двигателем, или аналогичная операция для электронного регулятора скорости. Все блоки, которые должны быть подключены к сети, должны иметь одинаковую настройку спада, чтобы все станции одинаково реагировали на мгновенные изменения частоты, независимо от внешней связи.
Смежная сеть электропередач Соединенных Штатов состоит из 300 000 км. линий, эксплуатируемых 500 компаниями. Помимо инерции, создаваемой параллельной работой синхронных генераторов, падение частоты и скорости является основным мгновенным параметром, контролирующим выходную мощность отдельной электростанции (kW ).
