میزان‌سازی تنظیم كننده‌های ولتاژ ژنراتورهای سنكرون با به كارگیری مدل ژنراتور درون خطی on-line generator

میزان‌سازی تنظیم كننده‌های ولتاژ ژنراتورهای سنكرون با به كارگیری مدل ژنراتور درون خطی on-line generator

میزان‌سازی تنظیم كننده‌های ولتاژ ژنراتورهای سنكرون با به كارگیری مدل ژنراتور درون خطی on-line generator

چكیده
تنظیم، رگولاتورهای ولتاژ اتوماتیك برای كنترل ولتاژ ژنراتورهای یك سیستم قدرت در بسیاری وضعیت ها برای حالت مدار باز یك ژنراتور سنكرون انجام شده است. معادلات اساسی ماشین های الكتریكی و همچنین اندازه گیری های دقیق نشان داده است كه AVR ها در حالتی كه به شبكه متصل هستند و تحت بار نامی كار می كنند بكلی رفتار متفاوتی نسبت به حالتی كه مدار باز هستند از خود نشان می دهند. این مقاله روشی را برای تنظیم یك AVR تحت بار نامی ارائه كرده و سپس مقایسة حالت گذرا را در ولتاژ ترمینال در حالت متصل به شبكه و open-circuit می پردازد.
موضوع مورد مطالعه نصب یك ژنراتور در calgorcg ، Canada بود و در آن مشاهده كردیم كه هنگامی كه یك AVR را در حالتی كه به شبكه متصل است تنظیم می كنیم بهبودی بیشتری در میرایی حالت گذرا حاصل می شود. همچنین در این حالت در انتقال توان نیزف میرایی بیشتری در در حالت گذرا حاصل می شود.

1. مقدمه
در بسیاری از مواقع، رگولاتورهای ولتاژ در نیروگاه ها برای ایجاد میرایی قابل توجه برای شرایط گذرا در حالت مدار باز نصب می شوند، در بسیاری از مواقع، در این رویه میزان سازی لازم است كه ابتدا هم خود AVR و هم ژنراتور سنكرون را بر روی یك كامپیوتر آنالوگ و یا دیجیتال مدل كنیم (همانند شكل 1) تنظیمات مربوط به AVRها معمولاً در نیروگاه و در حین تصدی فازهای ژنراتور و كنترل كننده ها، انجام می گیرد.

شكل 1) بلاك دیاگرام مربوط به مدل مدار باز یك ژنراتور به منظور تنظیم AVR ها
با كمی تلاش می توان ای ن روش تنظیم سازی در شرایط مدار باز را به گونه ای به كار بریم كه بتوانیم با كمك آن AVR ها را تحت بار نیز تنظیم كنیم. اگر AVR های مدار باز تأثیر منفی بر روی عملكرد سیستم هنگام فعالیت در حالت مدار بسته نداشته باشد نیازی به اعمال تغییر بر روی تنظیمات AVR نداریم اما اگر نوسانات سیستم همچنان تداوم داشته باشد، هنگامی كه بار ژنراتور در حال كاهش است و یا هنگامی كه یك خط اتصال و یا یكی از بارها غالب هستند. آنگاه این به منزلة تنظیم نبودن AVR می باشد در چنین شرایطی معمولاً بواسطه چندین فیدبك حول ژنراتور سعی در پایدارسازی سیستم می‌كنند. این فیدبك ها كه مشتمل بر پایدارسازی های قدرتی هستند در سال‌های اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده كه از بین آنها نتایج بسیاری قدرتی هستند در سالهای اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده كه از بین آنها نتایج بسیار مثبتی نیز اخذ شده كه بكارگیری آن نتایج در هنگام نوسانات سیستم و یا مواقعی كه مسأله تداخل مشكلاتی را در سیستم قدرت ایجاد نموده بسیار سودمند بوده است.
اولین سوالی كه معمولاً به ذهن خواننده می رسد این است كه آیا در شرایطی كه با مدل های سنتی تنظیم AVR ها سروكار داریم، تنظیم یك AVR تحت بار می توان سبب بهبود میرایی گردد و یا می تواند پایداری ژنراتور را در حالت بی باری متضمّن شود؟ این نوشتار سعی بر آن دارد كه به این سوال در نمونه عملی از كاربرد یك AVR ایستا (STATIC) بر روی یك خط 400 MW در نیروگاه Canada Calgary پاسخ دهد. در ابتدا روشی برای تعیین مدل ژنراتور خط از دو سر AVR ارائه می كنیم، از این مدل برای تحقیق در مورد وضعیت ها و حالات مختلف AVRها استفاده می كنیم. و از شیوه ROOT LOCUS برای تعیین تأثیرات بر روی حالت گذرای سیستم هنگام تنظیم مجدد AVRها استفاده می كنیم و سرانجام بین حالت گذرای ایجاد شده در این روش و حالت گذرای ایجاد شده در روشی كه AVRها در تحت شرایط مدار باز تنظیم می شوند مقایسه ای صورت می دهیم. كنترل كننده های پیش سو را به كار برده و سرانجام حالت گذرای ایجاد در AVR‌های بهینه شده را با حالت گذرای ایجاد شده در AVRهای مدار باز را با هم مقایسه می كنیم و البته حالات گذرا در هر دو نوع AVR را در حوزة زمان نیز با هم مقایسه خواهیم نمود.