FEATURES OF EXCITEMENT MODES OF THE AUTONOMOUS SYNCHRONOUS GENERATOR AT SIGNIFICANT DISTURBANCES

Authors

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2020.220712

Keywords:

autonomous generating unit, the excitation mode, dynamic stability

Abstract

Reliability improvement of power supply of consumers’ comparable power from the autonomous generating unit in dynamic modes of power surge of the comparative load due to the acceleration of excitation with the use of capacitive energy storage devices and the establishment of the laws and dependencies of their influence on the modes of operation of synchronous generators. The influence of energy storage system in the circuit of a synchronous generator excitation on increasing the life activities of autonomous generating unit has been researched. An algorithm for controlling the excitation circuit of an autonomous generating unit is proposed and substantiated, taking into account the change of the power circuit and the inclusion of capacitive elements in the inertial circuit. The influence of capacitive energy storage in the excitation circuit of synchronous generator on the process of voltage output regulation of autonomous generating unit by means of consumer comparable capacity connection has been investigated is substantiated. The brought mathematical models and algorithm of control over to the contour of excitation. In order to analyze the energy saving measures, the influence of parameters to the contour of excitation on energy exchange processes between the contours of synchronous generator has been considered. A significant improvement in energy performance can be achieved by using asymmetric bridge exciters, which not only reduce reactive power consumption, but also greatly simplify the power converter by replacing the anode or cathode group of controlled valves with diodes, while halving control channels. Calculation and experimental researches proved that the contour parameters of excitation substantially influence on firmness of synchronous generator and initial voltage stabilization. It has been proved that at the same multiplicity of the highest voltage of the exciter, the speed of this device in the mode of forcing the excitation is approximately 20 times higher than traditional excitation systems. In this case, the circuit with forced capacitive switching allows you to reliably turn off the exciter in case of the elements damage of the latter.

References

1. A. c. No 1312715 USSR N 02 P 9/12, 9/14. Ustroystvo dlia upravlenia vozbuzhdeniem sinkhronnoy mashyny / V.B. Nizimov i S.V. Kolychev (USSR). - No 3965507/24-07; Zaiavleno 21.10.85; Opubl. 23.05.87, Biul. No 19. – 3c.

2. A. c. No 1599961 USSR N 02 P 1/50, 9/14. Ustroystvo dlia vozbuzhdenia sinkhronnogo elektrodvigatelia / V.B. Nizimov (USSR). - No 4624878/24-07; Zaiavleno 18.10.88; Opubl. 15.10.90, Biul. No 38. – 3c.

3. Fick, P. D. Accurate digital current control of the reluctance synchronous machine with constant current angle [Text] / P. D. Fick, M. J. Kamper // Trans. SA Inst. Electr. Eng. – 2004. – Vol. 95, Issue 1. – P. 47–50.

4. Bansal R. C. Three-Phase Self-Excited Induction Generators : An Overview. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2005. vol. 20, Issue 2. Pр. 292–299.

5. Nizimov V.B., Nizimov R.V. Storozhko V.S. Sposib forsuvannia strumu zbudzhennia synkhronnoho dvyhuna ta prystriy dlsa yoho realizatsii – Patent 60652 (Ukraina). Zaiavleno24.04.2003 r. Nadrukovano 15.10.2003. Biul. No 10. – 10c.

6. Khomenko V.I. Pidvyshchennia stiykosti roboty synkhronnoi mashyny shlsahom udoskonalennia sustemu zbudzhennia / V.I. Khomenko, V.B. Nizimov, S.V. Kolychev. – Kharkiv; Skhidno-Yevropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohiy “Enerhosberehayushchye tekhnolohii i oborudovanie”, 2015. Issue No 1/8 (73). ISSN 1729-3774/ – pp. 31–36. DOI: 10.15587/1729-4061.2015.36498.

7. Kyriakides, E. On-line estimation of synchronous generator parameters using an observer for damper currents and a graphical user interface. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2004. – Vol. 19, Issue 4. Pр. 499–507.

8. A. Benigni and A. Monti, "A Parallel Approach to Real-Time Simulation of Power Electronics Systems," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 30, no. 9, pp. 5192-5206, Sept. 2015.

9. Kutsyk A. An application of fuzzy voltage regulator to a static excitation system of a phase compound synchronous generator / A. Kutsyk, M. Semeniuk, O. Kuznyetsov //Young Scientists Forum on Applied Physics and Engineering (YSF), 2017 - PP. 46-49.

10. Khomenko V.I. Tekhniko-enerhetuchni pokaznuku avtonomnoi sustemu elektrozhuvlennia na bazi synkhronnoho generatora / V.I. Khomenko, V.B. Nizimov. - Zbiór artykułów naukowych. Konferencji Miedzynarodowej NaukowoPraktycznej " Inżynieria i technologia. Osiągnięcia naukowe, rozwój, propozycje na rok 2016" (30.12.2016) - Warszawa: Wydawca: Sp. z o.o. «Diamond trading tour», 2016. ISBN: 978-83-65608- 33-8/ – pp. 66–70.

Downloads

Published

2020-12-23

Issue

No. 2 (2020): 60

Section

MONITORING, DIAGNOSTICS AND MANAGEMENT OF ENERGY PROCESSES AND EQUIPMENT

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).