1

Тема: Регулирование Сos φ генератора

Коллеги, добрый день!

Прежде чем обозначить задачу хочу честно признаться, что сам я не релейщик, а асушник, поэтому прошу отнестись с пониманием, если где-то буду путать теплое с мягким и задавать дурацкие вопросы.

Итак, малая генерация, несколько газо-поршневых агрегатов мощностью 4,3 МВт каждый, работают параллельно сети с установленным Сos φ=0,98. Есть мнение, что если выставить Сos φ=1,0, то получим прирост КПД и экономию по газу. С КПД, вроде, понятно, чуть-чуть подрастет за счет уменьшения реактивной мощности, но откуда экономия по газу? Казалось бы, активная мощность не изменилась, для её производства нужен всё тот же момент на валу ... И вообще, имеет ли смысл такое изменение параметра? Может ли при этом проявиться какой-то негативный эффект?

Прошу вашей помощи в осмыслении вопроса.

С уважением, Example.

2 (2016-10-28 10:51:41 отредактировано Golemlego)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

Есть мнение, что если выставить Сos φ=1,0, то получим прирост КПД и экономию по газу

Наверное это также мнение не специалиста и имеется в виду следующее. Есть потребитель, которому нужно поставить какую-то активную мощность. Так давайте только её выработаем, при этом у нас возрастет кпд, а полную мощность генератора можно будет уменьшить, т.к. в ней пропадет реактивная составляющая. Как следствие уменьшения полной мощности - экономия газа. Все это теоретически можно сделать но при одном важном условии, линии и потребитель должны быть тоже с Сos φ=1,0. Если же это не так, то вы не сможете обеспечить баланс мощности. Проще говоря потребителю нужна реактивка, а брать ее не откуда (если конечно нет компенсаторов реактивной мощности).
Нарушение баланса мощности приводит к очень нехорошим последствиям, таким как снижение частоты и напряжения.

3 (2016-12-02 11:55:33 отредактировано Example)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Предполагается, что потребитель будет добирать реактивную мощность из внешней сети.

4 (2016-10-28 10:59:36 отредактировано retriever)

Re: Регулирование Сos φ генератора

А вы каким именно образом собрались регулировать cosф (момент на валу менять, возбуждение менять?)
Прямой связи между cosф и КПД нет, есть косвенная связь, требующая режимного расчета вашей сети.
Если таковой расчет не предполагается, то, как мне кажется, стоит поэкспериментировать.
Тем более 0.98 и 1 - разница достаточно маленькая

Насчет негативных эффектов без режимного расчета тоже сложно сказать, хотя вроде изменения малы.
Но если это малая генерация, вряд ли сеть рассчитывает на ваши генераторы, так что негативные последствия экспериментов вряд ли приведут к чему-то очень плохому.

5 (2016-12-02 11:56:58 отредактировано Example)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Регулируем возбуждением.

Добавлено: 2016-10-28 13:17:30

Ещё один вопрос ... Помогите разобраться с векторной диаграммой СГ. Почему-то я априори считал, что наши агрегаты по отношению к сети потребителя являются емкостными элементами, но начав разбираться с теорией понял, что все не так однозначно. Если я правильно разобрался, то представленный на ВД генератор по отношению к сети (потребителя) всё-таки представляет собой индуктивность, ... или же я ошибаюсь? В общем, что-то я подзапутался.

Post's attachments

Безымянный.png 146.42 Кб, файл не был скачан. 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

6 (2016-10-28 11:33:22 отредактировано Golemlego)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

я априори считал, что наши агрегаты по отношению к сети потребителя являются емкостными элементами

Не знаю как Вы считаете, но обычно генераторы - источники конечной мощности, а не емкостные или индуктивные элементы. Характер вырабатываемой или потребляемой мощности в генераторе регулируется...

7 (2016-10-28 11:35:51 отредактировано retriever)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

Почему-то я априори считал, что наши агрегаты по отношению к сети потребителя являются емкостными элементами, но начав разбираться с теорией понял, что все не так однозначно. Если я правильно разобрался, то представленный на ВД генератор по отношению к сети (потребителя) всё-таки представляет собой индуктивность, ... или же я ошибаюсь? В общем, что-то я подзапутался.

Генератор - это генератор, это источник ЭДС с некоторым фазовым углом (определяется режимом), а индуктивность - это индуктивность.
Есть ЭДС вашего генератора, есть ЭДС (эквивалентная) сети, есть разность этих ЭДС dE=Eген-Eсети
Под действием этой разности в генераторе течет ток I=(Eген-Eсети)/(Zген+Zлин+Zсети)
Напряжение на вашем генераторе равно U=Eген-Zген*I. Оно поддерживается автоматикой регулирования возбуждения на каком-то уровне, путем изменения Eген.
Далее подставляете самостоятельно.
Если принять ЭДС сети за константу, то ваш генератор может по углу опережать сеть, отставать от сети (зависит от момента на валу), опять же, модуль ЭДС генератора может быть больше ЭДС сети, может быть меньше (зависит от работы АРВ).
От этих параметров и будет зависеть, какой угол, собственно, будет между током и напряжением (которые вы привели на ВД).

Покрутите АРВ/"погазуйте" турбиной, и угол поменяется.

8 (2016-10-28 11:45:37 отредактировано Example)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Golemlego пишет:

Не знаю как Вы считаете, но обычно генераторы - источники конечной мощности, а не емкостные или индуктивные элементы. Характер вырабатываемой или потребляемой мощности в генераторе регулируется...

Возможно, я не совсем корректно выразился, пытаюсь разобраться с характером нагрузки по ВД - активно-индуктивная или активно-емкостная. Безусловно, я нуб, но ведь вам, как специалисту, наверняка не составит труда записать для меня формулу "конечной" мощности?

9 (2016-10-28 12:04:05 отредактировано Golemlego)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

наверняка не составит труда написать формулу "конечной" мощности

А какая у Вас цель, просто разобраться? Коллега retriever довольно хорошо расписал формулы. А мощность найдете стандартно из тока и напряжения или из тока и сопротивления.

10 (2016-10-28 12:17:18 отредактировано Example)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Golemlego пишет:

А какая у Вас цель расчета? Коллега retriever довольно хорошо расписал формулы. А мощность найдете стандартно из тока и напряжения или из тока и сопротивления.

В данный момент я пытаюсь разобраться с вопросом что же такое "конечная мощность", и, соответственно, принять для себя решение как реагировать на ваше ёрничество. Коллега retriever, безусловно, молодец, что высказался конкретно и по делу, все бы так, правда?

Добавлено: 2016-10-28 14:13:26

retriever пишет:

Если принять ЭДС сети за константу, то ваш генератор может по углу опережать сеть, отставать от сети (зависит от момента на валу), опять же, модуль ЭДС генератора может быть больше ЭДС сети, может быть меньше (зависит от работы АРВ).
От этих параметров и будет зависеть, какой угол, собственно, будет между током и напряжением (которые вы привели на ВД).

Покрутите АРВ/"погазуйте" турбиной, и угол поменяется.

Спасибо за экскурс в теорию, правда, это я уже понял, немного почитав теорию электрических машин ....

Вопрос в конкретной диаграмме: если я правильно её читаю, вектор Ia на 12,4 градуса опережает Ua, таким образом, вектор полной мощности находится в первом квадранте и генератор по отношению к сети является активно-индуктивной нагрузкой. Правильно я рассуждаю или нет?

11 (2016-10-28 13:31:43 отредактировано Golemlego)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

В данный момент я пытаюсь разобраться с вопросом что же такое "конечная мощность", и, соответственно, принять для себя решение как реагировать на ваше ёрничество. Коллега retriever, безусловно, молодец, что высказался конкретно и по делу, все бы так, правда?

Жаль, что Вы решили, что я ерничаю. Наверное Вы просто подумали, что нет такого термина, как источник конечной мощности и Вам не понравилось, что я не привел конкретные формулы. Использовав данный термин, я лишь хотел донести, что генератор не является источником бесконечной мощности, т.е. не нужно представлять его себе просто как ЭДС. А формулы стандартные S=U*I=I^2*z, P=U*I*cosφ, Q=U*I*sinφ.

Добавлено: 2016-10-28 13:26:49

Golemlego пишет:

Так давайте только её выработаем, при этом у нас возрастет кпд, а полную мощность генератора можно будет уменьшить, т.к. в ней пропадет реактивная составляющая.

Здесь я поспешил, Вы правы, активная мощность остается такой же, поэтому и кпд не изменится, разве что потребление энергии системой возбуждения как то изменится.

12 (2016-10-28 16:23:09 отредактировано retriever)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

Вопрос в конкретной диаграмме: если я правильно её читаю, вектор Ia на 12,4 градуса опережает Ua, таким образом, вектор полной мощности находится в первом квадранте и генератор по отношению к сети является активно-индуктивной нагрузкой. Правильно я рассуждаю или нет?

Я понимаю, о чем вы говорите. Любой источник ЭДС (и вообще, любой кусок схемы) можно заменить эквивалентным сопротивлением Zэкв=U/I, где U, I  - напряжение и ток на элементе. Единственное условие - в сети должен быть еще один, как минимум, источник ЭДС, который данный ток будет создавать.

Вы пытаетесь заэквивалентировать генератор таким сопротивлением, считая, что ЭДС как бы есть только у системы, и сопоставить его с обычными сопротивлениями нагрузки.
У вас вектор тока направлен в систему (так включены ТТ генератора), а у "обычной" нагрузки он должен быть направлен из системы, т.е. перед эквивалентированием вам надо развернуть ток на 180°.  Тогда получается, что у вашего эквивалента отрицательное активное сопротивление, а по реактивной части он вроде как емкость (после разворота ток находится в 3-м во втором квадранте, опережая напряжение).

13 (2016-10-28 13:36:23 отредактировано Example)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Golemlego пишет:

Жаль, что Вы решили, что я ерничаю.

Как уж было преподнесено ....

Golemlego пишет:

Наверное Вы просто подумали, что нет такого термина, как источник конечной мощности и Вам не понравилось, что я не привел конкретные формулы. Использовав данный термин, я лишь хотел донести, что генератор не является источником бесконечной мощности, т.е. не нужно представлять его себе просто как ЭДС. А формулы стандартные S=U*I=I^2*z, P=U*I*cosφ, Q=U*I*sinφ.

Формулы стандартные для полной, активной и реактивной мощностей. А такого термина как "конечная мощность" действительно нет, поэтому нет смысла и додумывать, что вы имели в виду. Я всего лишь за корректные формулировки и полное донесение своих мыслей, физика не терпит фривольных трактовок и толкований.

14 (2016-10-28 13:36:51 отредактировано Golemlego)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

Как уж было преподнесено ....

Недостаток общения на форумах - не видно эмоций

Добавлено: 2016-10-28 13:36:31

retriever пишет:

так включены ТТ генератора

Простите, не совсем понял, а если я хочу построить, что реально в системе, а не то что видит РЗА и т.п. через ТТ?

15

Re: Регулирование Сos φ генератора

Golemlego пишет:

Простите, не совсем понял, а если я хочу построить, что реально в системе, а не то что видит РЗА и т.п. через ТТ?

Ну в данном случае нужно смотреть, как включены ТТ на схеме.

16 (2016-10-28 15:17:41 отредактировано Golemlego)

Re: Регулирование Сos φ генератора

Example пишет:

А такого термина как "конечная мощность" действительно нет

Вы издеваетесь? я не говорил такого. Вы читать внимательно и гуглить хотя бы пробовали перед тем как возмущаться? Набираете "источник конечной мощности".
Странный Вы человек, сами же признаете, что Нуб, но при этом возмущаетесь на слова тех, кто хоть немного разбирается. А еще и обвиняете в ёрничестве, просто потому что не слышали чего то раньше, хамло ИМХО.


retriever пишет:

Ну в данном случае нужно смотреть, как включены ТТ на схеме.

Почему?

17

Re: Регулирование Сos φ генератора

Ну вы же по ВД#5 собираетесь анализировать, что в системе?
Если не привязываться к ТТ, надо режим самому считать.

18 (2016-10-28 13:50:47 отредактировано Golemlego)

Re: Регулирование Сos φ генератора

retriever пишет:

Ну вы же по ВД#5 собираетесь анализировать, что в системе? Если не привязываться к ТТ, надо режим самому считать.

Я почему-то думал, что Example сам считает режимы и строит для них ВД...

19

Re: Регулирование Сos φ генератора

Вообще, я вот что подумал: если момент на валу постоянный, и частота 50 Гц, то P=M*w=const, т.е. расходовать топливо турбина будет одинаковое количество.
Но есть опасение, что для учета влияния косинуса фи на экономию топлива (по крайней мере, в таких малых пределах) такое допущение будет несправедливо...
Вполне может быть примерно так: начинает меняться нагрузка сети, и регулятор турбины принимается "газовать" туда-сюда ради поддержания 50 Гц, а тогда ни о каком постоянном моменте на валу и речи идти не может.
Также, при "газующей" турбине, непонятно, какой фазовый угол между ЭДС генератора и эквивалентной ЭДС сети.
Также не очень понятно, что значит - косинус фи 0.98 - он должен быть >0.98 или строго 0.98 (второму варианту соответствует 2 угла)?
Есть ли у этой малой генерации какая-то собственная нагрузка, ради которой, вероятно, она и строилась?
Что насчет инертности автоматики управления турбины? Насколько оперативно она ею управляет при изменении нагрузки?

Возможно (подчеркиваю, возможно) изменение уставки по косинусу фи приведет к тому, что турбина будет "газовать" в более спокойном режиме и жрать меньше топлива.
А возможно, и нет.

Имхо, надо экспериментировать, причем еще вопрос - как правильно оценить, есть ли экономия по топливу какая-то, или же просто потребление изменилось?

20

Re: Регулирование Сos φ генератора

А энергия на возбуждение отбирается от этого же генератора? Экономия я так понимаю объясняется снижением расхода на систему возбуждения и снижением потерь в статоре от реактивной составляющей тока нагрузки. Попробуйте конечно варьировать режимом по реактиву, но думается это мало повлияет на КПД. Нужно учесть, что кпд также зависит от загрузки генератора, поэтому при сравнительном анализе нужно соблюсти условия тождественного графика нагрузки для косинуса 0,98 и 1,0.