Metod za indirektno određivanje (podešavanje) parametara turbogeneratora u radnim uslovima
Sažetak
U ovom radu se prezentira nova metoda za određivanje zasićenih sinhronih reaktansi (Xd,sat i Xq,sat) i ugla rotora (δ) u radnim režimima. U sklopu ovog postupka u termoelektrani se mere (registruju) samo vrednosti: napona generatora (U), aktivne (P) i reaktivne snage (Q). Potrebno je raspolagati i sa karakteristikom magnećenja generatora if0 (e0) u analitičkom obliku. Rezultati proračuna daju vrednosti Xd,sat i Xq,sat i ugla rotora (δ) i odražavaju uticaj zasićenja magnetnog kola generatora u radnim režimima. Postupak primene predložene metode se odvija sledećim redom:
- prvo se određuje vrednost sinhrone reaktansi Xd,sat pomoću karakteristike magnećenja generatora if0 (e0) za vrednost napona iza reaktanse rasipanja (Xℓ) ili za vrednost napona iza Potjeove reaktanse (XP), a potom
- vrednost sinhrone reaktansi za poprečnu (q) osu generatora, Xq,sat, i ugla opterećenja (δ) se određuju iz proračuna na osnovu odgovarajućih jednačina koje predstavljaju uzajamne zavisnosti parametara i karakteristika generatora po d-osi i q-osi, u relativnim jedinicama.
Predloženi metod je proveren na primeru generatora snage 500 MW iz literature [1], gde su pored vrednosti U, P, Q i karakteristikom magnećenja if0 (e0), merene i vrednosti ugla rotora (δ) u radnim režimima oko nominalnog. Dobijeni rezultati pomoću nove metode se razlikuju do 1-2 %, u odnosu na rezultate koji su dobijeni u [1] po složenijim postupcima, tj. (i) po metodi sa direktnim merenjem ugla rotora δ i proračunom vrednosti Xd,sat i Xq,sat., i (ii) proračunu parametara generatora po metodi konačnih elemenata
Dobijeni rezultati pokazuju da vrednosti zasićene sinhrone reaktansi Xd,sat mogu biti za 30 % ispod vrednosti nezasićene sinhrone reaktansi Xd,unsat, a da vrednosti Xq,sat mogu biti manje do 20 % od odgovarajućih vrednosti Xd,,sat. Na osnovu dobijenih rezultata i provera se pokazuje da je predloženi metod verifikovan (ili bar kandidovan) za indirektno merenje (određivanje) parametara i karakteristika sinhronih turbogeneratora u Elektroprivredi Srbije.Reference
Grupa autora, ”Prenos i distribucija električne energije“-Priručnik, Poglavlje ”Karakteristike mašina“ str 149-198, Građevinska knjiga Beograd, 1964.g.
A.E. Fitzgerald, Charles Kingsley, "Electrical machines", Naučna knjiga Beograd, 1962. god, page 560. (Serbian translation).
Standard IEC 34-4/1985, "Rotation electrical machines", Part 4: Methods for determining synchronous machine quantities from tests".
M.M.Kostić, "Novo pravilo za određivanje Potjeove reaktanse za relevantna opterećenja turbogeneratora", "Elektroprivreda", No 3, 2010, str. 210-221
Hunt J.P., T., Capabality Curvves and Excitation Requirements of saturated Cylindrical Rotor Synchronous Machines, IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-86, No. 7, July 1967, pp. 855-859.
IEEE Std. 1110-2002, IEEE Guide for Synchronous Generator Modeling Practices and Applications in Power System Stability Analyses, USA, 2003.
Macdonald D.C., Reace A.B., Turner P.J., Turbine-generator steady-state reactance, IEE Proceedings, Vol. 132, Pt. C. No.3, May 1985
Demardash N.A., Hamilton H.B., A Simplified Approach to Determination of Saturated Synchronous Reactances of Large Turbogenerator Under Load, IEEE Transaction on Power Systems, Vol. PAS-95, No. 2, pp. 560-569.
Chari M.V.K., Munich S.H., Tandon S.C., Load Characteristics of Synchronous Generator by the Finite-Element Method, IEEE Transaction on Power Systems, Vol. PAS-100, No. 1, January 1981, pp. 1-13.
Mello F.P., Hannet L.N., Representation of Saturation in Synchronous Machines, IEEE Trans. on Pow. Syst, Vol. PWRS-1, No. 4, 1986, pp. 8-14.
Munich S.H., Schulz R.P., Baker D.H., Sharma D.K., Fish J.H., Saturation Function for Synchronous Generator from Finite Elements, IEEE Transaction on Energy Conversion, Vol. EC 2, No. 4, 1987, pp. 680-692.
Sugiyama T., Nishiwaki T., Takeda S., Abe S., Measurement of Synchronous Machines Parameters Under Operating Condition, IEEE Transac. on Power Appar. and Systems, Vol. PAS-101, No. 4, pp. 895-904.
Vas P., Hallenius K.E., Brown J.E., Cross-Saturation in smooth-air-gap Electrical Machines, IEEE Trans. on En Con. Vol. EC 1, No. 1, pp. 103-112.
El-Serafi A.M., Abdullah A.S., Saturated Synchronous Reactance of Synchronous Machine, IEEE Trans. on En. Con. Vol. 7, 1992, pp. 570-579.