regulacija napona i reaktivnih snaga

Regulacija napona i reaktivnih snagaRegulacija napona i reaktivnih snaga

Pored uPored učestanosti napon je najvažniji pokazatelj koji karakteriše stanje čestanosti napon je najvažniji pokazatelj koji karakteriše stanje EES-aEES-a

Naponi nisu svuda isti ni u pojedinim galvanski spojenim mrežama istog Naponi nisu svuda isti ni u pojedinim galvanski spojenim mrežama istog naponskog nivoanaponskog nivoa

Osnovni zadatak regulacije napona i reaktivnih snaga je održavanje napona Osnovni zadatak regulacije napona i reaktivnih snaga je održavanje napona u čvornim tačkama sistema u traženim granicamau čvornim tačkama sistema u traženim granicama

Smanjenjem prenosa reaktivnih snaga kroz vodove povećava se sigurnost Smanjenjem prenosa reaktivnih snaga kroz vodove povećava se sigurnost pogona i smanjuju se gubicipogona i smanjuju se gubici

DEFINISANJE OSNOVNIH REGULACIONIH DEFINISANJE OSNOVNIH REGULACIONIH UREĐAJAUREĐAJA

Sredstva koja proizvode ili troše reaktivnu snaguSredstva koja proizvode ili troše reaktivnu snagu

● ● Sinhroni generatoriSinhroni generatori

● ● MotoriMotori

● ● KompenzatoriKompenzatori

● ● Otočni kondenzatoriOtočni kondenzatori

● ● Induktivni kalemoviInduktivni kalemovi

Sredstva za preraspodjelu tokova reaktivnih snaga u mrežiSredstva za preraspodjelu tokova reaktivnih snaga u mreži

● ● Transformatori sa promjenljivim odnosom transformacijeTransformatori sa promjenljivim odnosom transformacije

● ● Redni kondenzatoriRedni kondenzatori

● ● PrigušnicePrigušnice


Regulacioni uređaji za Q-U regulacijuRegulacioni uređaji za Q-U regulaciju

■ ■ Automatski regulatori napona sinhronih Automatski regulatori napona sinhronih

mašina (putem sistema za regulaciju pobude)mašina (putem sistema za regulaciju pobude)

■ ■ Automatski regulatori napona regulacionih Automatski regulatori napona regulacionih

transformatoratransformatora

■ ■ Automatski regulatori statičkih kompenzatoraAutomatski regulatori statičkih kompenzatora

■ ■ Automatski preklopni uređaji za uključenje Automatski preklopni uređaji za uključenje

baterija otočnih kondenzatorabaterija otočnih kondenzatora


Glavni izvor reaktivne snage u EES-u je sinhroni generatorGlavni izvor reaktivne snage u EES-u je sinhroni generator

Upravljanje naponom na prikljičcima sinhronog generatora i proizvodnjom Upravljanje naponom na prikljičcima sinhronog generatora i proizvodnjom reaktivne snage vrši putem sistema za regulaciju pobudereaktivne snage vrši putem sistema za regulaciju pobude

Pobudnica je izvor struje pobude, a to je bilo koji izvor jednosmjerne strujePobudnica je izvor struje pobude, a to je bilo koji izvor jednosmjerne struje

TIPOVI POBUDNIH SISTEMATIPOVI POBUDNIH SISTEMA

JEDNOSMJERNI (DC) SISTEM POBUDEJEDNOSMJERNI (DC) SISTEM POBUDE

● ● Pobudnu struju proizvodi jednosmjerni generator koji se pokreće prekoPobudnu struju proizvodi jednosmjerni generator koji se pokreće preko

zajedničkog vratila sa sinhronim generatorom ili pomoću nezavisog zajedničkog vratila sa sinhronim generatorom ili pomoću nezavisog motoramotora

NAIZMJENIČNI (AC) SISTEM POBUDENAIZMJENIČNI (AC) SISTEM POBUDE

● ● Pobudna struja se dobija iz pobudnog generatora naizmjenične struje i Pobudna struja se dobija iz pobudnog generatora naizmjenične struje i ispravljača ispravljača

STATIČKI NAIZMJENIČNI (ST) SISTEM POBUDESTATIČKI NAIZMJENIČNI (ST) SISTEM POBUDE

● ● Energiju uzimaju sa krajeva samog generatora kojeg pobuđuju ili sa Energiju uzimaju sa krajeva samog generatora kojeg pobuđuju ili sa sabirnica sopstvene potrošnje elektranesabirnica sopstvene potrošnje elektrane

DODATNI MODUL POWER SYSTEM DODATNI MODUL POWER SYSTEM BLOCKSETBLOCKSET

Power System Blockset je dio dodatnog modula SimulinkPower System Blockset je dio dodatnog modula Simulink

Pokretanje se vrši na jedan od sledeća dva načinaPokretanje se vrši na jedan od sledeća dva načina

● ● Sa komandne linije Matlaba kucanjem Sa komandne linije Matlaba kucanjem

komande: komande: ›› Powerlib›› Powerlib

● ● Pokretanjem simulinka i aktiviranjem Pokretanjem simulinka i aktiviranjem

ikone SimPowerSystemsikone SimPowerSystems

MODELMODEL SINHRONE MAŠINESINHRONE MAŠINE

Blok sinhrone mašine radi kao generatorBlok sinhrone mašine radi kao generator ili kao motorili kao motor

Ulazi i izlaziUlazi i izlazi ● ● Pm Pm - - mehanička snaga mehanička snaga ● ● Vf Vf - - napon pobudenapon pobude ● ● m m - - Simulink izlazni blok je vektorSimulink izlazni blok je vektor koji sadrži 22 signala koji sadrži 22 signala

OSNOVNE REGULACIONE STRUKTURE OSNOVNE REGULACIONE STRUKTURE BAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJIBAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJI

Model sistema pobude tipa DC1AModel sistema pobude tipa DC1A ● ● Obrtni jednosmjerni komutatorski sistemObrtni jednosmjerni komutatorski sistem sa regulatorom kontinualnog dejstva sa regulatorom kontinualnog dejstva

Problem se javlja zbog efekta zasićenja glavneProblem se javlja zbog efekta zasićenja glavne pobudnicepobudnice ● ● Funkcija zasićenja Funkcija zasićenja

●● Zasićenje se aproksimira eksponencijalnomZasićenje se aproksimira eksponencijalnom funkcijom oblika funkcijom oblika

OSNOVNEOSNOVNE REGULACIONE STRUKTURE REGULACIONE STRUKTURE BAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJIBAZIRANE NA IEEE STANDARDIZACIJI

Osnovni ulaz u ovaj model je izlazni signal iz naponskog komparatora, kao Osnovni ulaz u ovaj model je izlazni signal iz naponskog komparatora, kao algebarski zbir signala referentnog napona i izlaza iz mjernog filteraalgebarski zbir signala referentnog napona i izlaza iz mjernog filtera

Na sumacionu tačku na ulazu takođe se dovode signal iz stabilizatora EES Na sumacionu tačku na ulazu takođe se dovode signal iz stabilizatora EES Vs Vs i signal stabilizacione povratne sprege sistema pobude i signal stabilizacione povratne sprege sistema pobude VVFF

Regulator napona se sastoji od diferencijalnog-integralnog uskladnika čija Regulator napona se sastoji od diferencijalnog-integralnog uskladnika čija je funkcija prenosa (1+sTc)/(1+sTb) i pojačavača okarakterisanog je funkcija prenosa (1+sTc)/(1+sTb) i pojačavača okarakterisanog pojačanjem Kpojačanjem KA A i vremenskom konstantom kašnjenja Ti vremenskom konstantom kašnjenja TAA


Model sistema pobude tipa AC4AModel sistema pobude tipa AC4A

●● Naizmjenični pobudni generator - regulisani tiristorski ispravljačNaizmjenični pobudni generator - regulisani tiristorski ispravljač

●● Regulator napona kontroliše ugao paljenja gatea tiristorskog mostaRegulator napona kontroliše ugao paljenja gatea tiristorskog mosta

●● Pobudni alternator je predstavljen samo preko ograničenja na EMS EPobudni alternator je predstavljen samo preko ograničenja na EMS EFDFD

(V(VRMAXRMAX-K-KCCIIFDFD i Vi VRMINRMIN-K-KCCIIFDFD), pomoću kojih se modeluju ograničenja ), pomoću kojih se modeluju ograničenja

pobudnog ispravljača i pada napona zbog prisustva komutacione reaktanse pobudnog ispravljača i pada napona zbog prisustva komutacione reaktanse

●● Globalno ekvivalentno pojačanje i vremenska konstanta pridružena Globalno ekvivalentno pojačanje i vremenska konstanta pridružena

regulatoru i kolu za paljenje tiristora, simuliraju se preko parametararegulatoru i kolu za paljenje tiristora, simuliraju se preko parametara

KKAA i T i TAA, respektivno , respektivno


Statički sistem pobude tipa ST1AStatički sistem pobude tipa ST1A

●● Napojni transformator bez kompaundacije – regulisani ispravljačNapojni transformator bez kompaundacije – regulisani ispravljač

●● Pojačanje regulatora napona i inherantne vremenske konstante sistema Pojačanje regulatora napona i inherantne vremenske konstante sistema

pobude modeluju se preko izbora parametara Kpobude modeluju se preko izbora parametara KAA i T i TAA

●● Uticicaj komutacionog pada napona na plafon napona pobude modeluje Uticicaj komutacionog pada napona na plafon napona pobude modeluje se se

preko faktora Kpreko faktora KCC, koji zajedno sa strujom I, koji zajedno sa strujom IFDFD i naponom V i naponom VTT određuje određuje

gornje ograničenje normalizovanog napona pobude Egornje ograničenje normalizovanog napona pobude EFDFD

FORMIRANJE EKVIVALENTNIH FORMIRANJE EKVIVALENTNIH LINEARIZOVANIH MODELALINEARIZOVANIH MODELA

Uprošćeni linearni model sinhrone mašine vezane na krutu mrežu, Uprošćeni linearni model sinhrone mašine vezane na krutu mrežu, posredstvom prenosnog voda, izveden je uvođenjem sledećih pretpostavkiposredstvom prenosnog voda, izveden je uvođenjem sledećih pretpostavki

●● Zanemaruju se efekti prigušnih namotajaZanemaruju se efekti prigušnih namotaja●● Zanemaruje se otpor namotaja statoraZanemaruje se otpor namotaja statora

● ● Članovi Članovi dd((λλdd)/)/dtdt i i dd((λλqq)/dt)/dt u naponskim jednačinama statora i opterećenjau naponskim jednačinama statora i opterećenja mali su u odnosu na članove mali su u odnosu na članove ωωλλdd i i ωωλλqq , pa se i oni zanemaruju, pa se i oni zanemaruju● ● Pretpostavlja se da su članovi tipa Pretpostavlja se da su članovi tipa ωωλλ u naponskim jednačinama statora iu naponskim jednačinama statora i opterećenja jednaki opterećenja jednaki ωωnnλλ●● Zanemaruju se efekti zasiZanemaruju se efekti zasiććenja enja ● ● Pretpostavlja se rad mašine sa uravnotePretpostavlja se rad mašine sa uravnoteženim opterećenjem


Osnovne simbočičke jednačine ovog uprošćenog modela sinhrone mašineOsnovne simbočičke jednačine ovog uprošćenog modela sinhrone mašine

- jednačina EMS E’- jednačina EMS E’qq

- jednačina električnog momenta- jednačina električnog momenta

- jednačina napona na krajevima mašine- jednačina napona na krajevima mašine

- jednačina obrtnih masa- jednačina obrtnih masa

- jednačina ugla rotora- jednačina ugla rotora

-Uprošćeni model sinhrone -Uprošćeni model sinhrone

mašine vezane na krutu mrežu mašine vezane na krutu mrežu


Sistem za regulaciju pobude tipa DC1ASistem za regulaciju pobude tipa DC1A


Sistem za regulaciju pobude tipa AC4ASistem za regulaciju pobude tipa AC4A


Sistem za regulaciju pobude tipa ST1ASistem za regulaciju pobude tipa ST1A

ANALIZA RADA REGULATORA NA TEST ANALIZA RADA REGULATORA NA TEST PRIMJERIMAPRIMJERIMA

Posmatra se sinhroni generator koji je vezan na krutu mrežu posredstvom Posmatra se sinhroni generator koji je vezan na krutu mrežu posredstvom voda impedanse r.j. voda impedanse r.j. (0.02 0.4)eZ j

Sn=160 MVA ; LD=5,989∙10-3 H ;Vn=15 KV, sprega Y ; LQ=1,423∙10-3 H ;In=6158,4 A ; ld=lq=0.5595∙10-3 H ;cos фn=0.85 ; kMD= 5,782∙10-3 H ;Fn=60 Hz ; Nn=3600 ob/min ; kMQ=2,779∙10-3 H ; VFn=375 V ; R125°C= 1,542∙10-3 Ω ;IFn=926 A ; rF=0.371 Ω ;Ld=6,341∙10-3 H ; rD=18,421∙10-3 Ω ;LF=2,189 H ; rQ=18,969∙10-3 Ω ;Lq=6,118∙10-3 H ; MD^2=21342 kgm2 ;

Nakon izvršenih proračuna dobijaju se parametri nelinernog modela generatoraNakon izvršenih proračuna dobijaju se parametri nelinernog modela generatora Stator:ru =0,001096 r.j. - otpornost namotaja statoraldu =lqu=0,15 r.j. - induktivnost rasipanja statoraLmd =1,55 r.j. - induktivnost magnećenja svedena na d -osuLmq = 1,49 r.j. - induktivnost magnećenja svedena na q -osuPobuda:rFu =0,000744 r.j - otpornost pobude svedena na statorlF =0,106 r.j. - induktivnost rasipanja pobudnog namotaja

Faktori prigušenja:rDu =0.0131 r.j. - otpornost prigušenja po d-osilD =0,055 r.j. - induktivnost prigušenja po d-osirQu =0,054 r.j. - otpornost prigušenja po q-osilQ =0.036 r.j. -induktivnost prigušenja po q-osiH =2,37 s - koeficijent inercijeF =0 r.j. - koeficijent trenjap =1 - broj pari polova


Nelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa DC1ANelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa DC1A


Nelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa AC4ANelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa AC4A


Nelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa ST1ANelinearni model sistema za regulaciju pobude tipa ST1A

SIMULACIJESIMULACIJE

U simulacijama su prikazani vremenski odzivi izlaznog napona sinhronog U simulacijama su prikazani vremenski odzivi izlaznog napona sinhronog generatora Vt, za nelinearne i linearne sisteme pobude generatora Vt, za nelinearne i linearne sisteme pobude

●● SistemSistem za regulaciju pobude tipa DC1A za regulaciju pobude tipa DC1A

Napon nelinearnog modela SG Napon linearnog modela SG Napon nelinearnog modela SG Napon linearnog modela SG


Zasićenje elektromašinske pobudnice (DC1A)Zasićenje elektromašinske pobudnice (DC1A)

●● Željena vrijednost izlaznog napona je VŽeljena vrijednost izlaznog napona je VREF REF = 2r.j.= 2r.j.

Napon nelinearnog modela SG Zasićenje elektromašinske pobudniceNapon nelinearnog modela SG Zasićenje elektromašinske pobudnice


Sistem za regulaciju pobude tipa AC4ASistem za regulaciju pobude tipa AC4A ●● Vremenski odzivi napona su prikazani za VVremenski odzivi napona su prikazani za VREF REF = 1,1 r.j.= 1,1 r.j.

Napon nelinearnog modela SG Napon linearnog modela SG Napon nelinearnog modela SG Napon linearnog modela SG


Sistem za regulaciju pobude tipa ST1ASistem za regulaciju pobude tipa ST1A

●● Vremenski odzivi napona su prikazani za VREF = 1,1 r.j.Vremenski odzivi napona su prikazani za VREF = 1,1 r.j.

Napon nelinearnog modela SG Napon linearnog modela SGNapon nelinearnog modela SG Napon linearnog modela SG


Uticaj stabilizatora EES-a na odziv izlaznog napona sinhronog generatoraUticaj stabilizatora EES-a na odziv izlaznog napona sinhronog generatora

Napon Napon SG SG sa PSS sa PSS Napon SGNapon SG bez PSS bez PSS

regulacija napona i reaktivnih snaga

Documents