Методические указания к выполнению лабораторных работ дициплины проектирование, монтаж и наладка систем автоматизации для студентов, обучающихся по направлению

Последовательность проведения работы

1. Расчет установившегося режима простейшей ЭЭС на языке MATLAB.

2. Модель простейшей ЭЭС в виде Simulink-модели.
3. Анализ поведения (корни характеристического полинома и графики переходных процессов) и оптимизация системы регулирования (сравнить NCD Outport и метод D-разбиения) при малом возмущении (step function на сумматоре АРВ для изменения напряжения на генераторе на 5%).
4. Определить влияние на статическую устойчивость следующих факторов: R_a, R_f, R_rd, R_rq, P_г+jQ_г, T_j, коэффициенты АРВ.

Методические указания
Автоматический регулятор возбуждения
При расчетах статической устойчивости станции работающей на систему бесконечной мощности используется модель регулятора АРВ-СДП1 представленная на рис.3.1.

Рис.3.1. Структурная схема модели АРВ-СДП1.

Канал отклонения напряжения представлен последовательным соединением апериодического звена с передаточной функцией:

,

где T_БН - постоянная времени блока напряжения, T_БН=0,0235 с; и усилительного инерционного звена, передаточная функция которого:

,

где K_0u - коэффициент усиления по каналу отклонения напряжения, T_0u - постоянная времени канала отклонения напряжения; причем T_0u=0,006K_0u, что обеспечивает зависимость выходного сигнала канала отклонения напряжения от частоты. Величина коэффициента K _0u задается фиксированной из следующих значений: K_0u = 15, 25, 50, 75, 100, 200 ед.возб.ном./ед.ст.напр.
Передаточная функция канала производной напряжения имеет вид:

,
где K_1u - коэффициент усиления по каналу производной напряжения, T_1u - постоянная времени канала; T_1u=0,03 c.

Блок частоты представляется инерционным дифференцирующим звеном:

где T_БЧ - постоянная времени блока частоты, T_БЧ = 0,0047 с.

Канал отклонения частоты напряжения представлен последовательным соединением инерционного усилительного звена и дифференциатора:

где соответствующие постоянные времени равны: T_у1 = 0,037 с., T_0= 2,244 c.

Канал производной частоты напряжения представляется последовательно соединенными инерционным усилительным звеном и дифференциатором:

где постоянные времени канала: T_у2 = 0,2 с., T_1= 0,02 c.

Канал производной тока возбуждения генератора представлен последовательным соединением инерционного усилительного звена и дифференциатора с передаточной функцией:

где соответствующие постоянные времени равны: T_у = 0,094 с., T_If = 0,024 c.

Группа элементов, входящих в основной канал регулирования (ОКР) представляется эквивалентным апериодическим усилительным звеном с передаточной функцией вида:

где коэффициент усиления ОКР K_ОКР = 10 ед.возб.ном./ед.ст.напр. Постоянная времени канала T_ОКР = 0,005 с.

При исследовании процессов при конечных возмущениях также дополнительно учитываются следующие ограничения напряжения на обмотке возбуждения:

где E_{r max}=2E_{r ном} - напряжение возбуждения при форсировке,

E_{r min} = -E_{r ном} - напряжение возбуждения при развозбуждении.

Рис. 3.2. Применение метода D-разбиения для оптимизации настройки АРВ-СД.