-10Содержание отчета. Отчет должен включать цель работы, краткое содержание работы в виде изложения необходимых теоретических положений, порядок выполнения экспериментов, их результаты в табличной и графической форме и анализ в виде основных выводов. Контрольные вопросы. 1. Из каких основных элементов состоит модель ГЭС и их назначение? 2. Какие ключи управления расположены на ГЩУ и их назначение? 3. Какие измерительные приборы расположены на ГЩУ и их назначение? 4. Назначение АГП? 5. Какие условия должны быть выполнены при осуществлении точной синхронизации и самосинхронизации агрегатов с энергосистемой? 6. В чем принципиальное отличие двух методов синхронизации? 7. Основной порядок выполнения работы в лаборатории? 8. В чем физический смысл cos? -3Лабораторная работа № 1 УПРАВЛЕНИЕ АГРЕГАТАМИ ГЭС (продолжительность лабораторного занятия - 4 часа) Цель работы. Состоит в ознакомлении с принципиальной схемой аналоговой модели ГЭС, в изучении и фактическом освоении методов управления гидроагрегатами. Содержание работы. Модель гидроэлектростанции представлена на рис. 1.1 и состоит из следующих основных элементов: двух гидроагрегатов № 1 и 2, представленных в виде аналоговых моделей, реализованных на аналоговых вычислительных машинах типа АВК-31, главного щита управления ( ГЩУ) агрегатами и ячейки связи ГЭС с энергосистемой (Мосэнерго), включающей колонку синхронизации (КС). Все операции управления гидроагрегатами осуществляются с ГЩУ, в состав которого входят две ячейки: агрегат №1 и агрегат №2, имеющие одинаковую структуру и назначение. Ячейка связи ГЭС с энергосистемой предназначена для управления коммутацией с повышающим трансформатором связи (ТрС). Каждая ячейка включает средства контроля управления в виде щитовых измерительных приборов и органы управления ключи управления ( КУ) и световую сигнализацию (СС). Ячейки управления агрегатами включают следующие измерительные приборы (см. рис.1.1): контроль напряжения в системе возбуждения генератора Vв1 и Vв2 частотомеры Hz1 и Hz2, напряжение Vв1 и Vв2 генератора, частота вращения турбины n1 и n2, измерение активной kW1 и kW2 и реактивной kWr1 и kWr2 мощности агрегатов. Рис 1.2а. -9- Рис 1.2б. -4Главная схема электрических соединений представлена в виде мнемонической схемы, показанной на рис. 1.1. Сборные шины (СШ) ГЭС с напряжением 0,4 кВ соединены выключателями с генераторами первого (Г-1) и второго (Г-2) агрегатов и с повышающим трансформатором связи (ТрС) на напряжение 6 кВ. На ГЩУ выведены ключи дистанционного управления указанными выключателями соответственно агрегата №1 КУ1, агрегата №2 - КУ2, трансформатора связи - КУЗ. Световая сигнализация на ГЩУ, регистрирующая срабатывание отключающего аппарата, размещена около каждого КУ. Загорание зеленой лампы (ЛЗ) сигнализирует об отключенном положении выключателя, красной (ЛК) - о включенном. На панели ячейки связи с системой расположены щитовые приборы для регистрации величины cos, с которым работают агрегаты ГЭС, суммарной активной мощности агрегатов (kW), переменного напряжения на СШ (~V) и постоянного оперативного напряжения системы управления агрегатами и ГЭС в целом (=V). Для более точного измерения электрических и гидравлических параметров каждого агрегата: активной и реактивной мощности, открытия направляющего аппарата a0 расхода Q и напора Н установлен цифровой вольтметр (ЦВ). В этой же ячейке размещена колонка синхронизации, имеющая две пары одинаковых приборов для измерения напряжения V и частоты Hz, и один синхроноскоп (СХ) для определения совпадения фаз напряжения синхронизируемых источников. Для условий рассматриваемой модели ГЭС синхронизируемыми источниками являются агрегаты этой модели и системы Мосэнерго. Для подключения КС к одному из агрегатов используется ключ режима синхронизации (КРС), с помощью которого одна пара приборов (V и Hz) n1 n2 -8- -5подсоединяется к выключателю со стороны генератора, а другая со стороны СШ, на которых частота и напряжение энергосистемы, соответствующие параметрам низкого напряжения ТрС. Ключ КРС, кроме того, выполняет функцию блокировки выключателя от неправильного включения КУ. Для подключения системы возбуждения к обмотке ротора генератора служит ключ управления под названием автомат «гашения» поля (АГП). Этот АГП имеет две пары контактов: одна - нормально замкнутая, другая - нормально разомкнутая. Когда генератор не в рабочем состоянии, то его обмотка возбуждения с помощью нормально замкнутых контактов АГП закорочена на активное сопротивление, что обеспечивает «гашение» остаточного электромагнитного поля генератора, а с помощью нормально разомкнутых контактов АГП обеспечивается отсоединение системы возбуждения от генератора. При включении АГП генератор соединяется с системой возбуждения и его обмотка возбуждения отключается от «гасящего» активного сопротивления (см. рис 1.2а.). Регулирование тока и напряжения системы возбуждения осуществляется с помощью реостата возбуждения (РВ). Дистанционное управление открытием направляющего аппарата гидротурбины и регулирование частоты осуществляется через регулятор скорости с помощью ключа механизма изменения оборотов (МИО) (см. рис 1.2б.). Домашняя подготовка к работе. Предварительно необходимо изучить принципиальную структурную схему модели ГЭС, назначение измерительных приборов и ключей управления. Четко представлять цель работы и порядок её выполнения. Иметь письменную подготовку к работе для занесения полученных экспериментальных данных. -6Порядок выполнения работы. Привести модель ГЭС в рабочее состояние, для чего включить оперативную систему питания управления моделью и прогреть в течение 10-15 мин моделирующие АВМ. Подключить систему Мосэнерго к СШ с помощью КУЗ, предварительно сняв блокировку включением КРСЗ. Синхронизировать агрегат №1 и №2 с Мосэнерго методом точной синхронизации ( выполнение трех условий: равенства напряжений, частот и совпадение фаз напряжений). Для этого необходимо выполнить следующие операции: подключить систему возбуждения к генератору ключом АГП подключить КС ключом КРС, установить по приборам КС напряжение на генераторе с помощью РВ равное напряжению системы, с помощью МИО отрегулировать частоту вращения генератора и установить равную системе Мосэнерго по приборам КС. Далее включить синхроноскоп и в момент совпадения фаз напряжений и условии равенства частот и напряжений с помощью КУ подключить агрегат на параллельную работу с энергосистемой. Синхронизировать агрегаты для параллельной работы с Мосэнерго методом самосинхронизации ( выполнение двух условий: равенства частот и напряжений). Для этого необходимо подключить систему возбуждения к генератору ключом АГП, подключить КС, установить напряжение на генераторе и частоту равные параметрам энергосистемы. Затем быстро выполнить следующие операции: отключить АГП, включить выключатель генератора с помощью КУ и снова подключить АГП. Экспериментальная часть (cos =1) 1. Установить режим работы агрегатов, соответствующий холостому ходу при cos =1 (активная и реактивная мощности каждого агрегата равны нулю). -72. Установить режим заданной активной мощности каждого агрегата. 3. Установить режим, соответствующий максимальной активной мощности. 4. Установить режим полного закрытия направляющего аппарата. Для каждого указанного режима фиксировать параметры мощности, открытия направляющего аппарата (н.а.) и расхода на ЦВ и зафиксировать их в протоколе испытаний. Протокол испытаний: 1. Режим холостого хода, Na = 0; a0xx 0; QT = 0 Na, кВт 0 a0xx, о.е. QTхх, л/с 2. Режим заданной нагрузки, Na 0; a0 0; QT 0 Na, кВт a0, о.е. QT , л/с 3. Режим максимальной нагрузки, Na = макс; a0 = 1; QT 0 Naмакс, кВт a0, о.е. 1 QT , л/с 4. Режим полного закрытия н.а. (двигательный режим), Na 0; a0 = 0; QT = 0 Na, кВт a0, о.е. 0 QT , л/с 0 Разгрузить агрегаты по активной и реактивной мощности, отключить от энергосистемы, отключить возбуждение, предварительно снизив его напряжение. ГОУВПО МЭИ(ТУ) Кафедра НВИЭ Лабораторная работа № 1 УПРАВЛЕНИЕ АГРЕГАТАМИ ГЭС (продолжительность лабораторного занятия - 4 часа) Москва, 2009
