Классификация электромеханических переходных процессов.

Переходные электромеханические процес­сы в соответствии с целями анализа условно можно разделить на три основных вида:

переходные процессы при больших кратковременных возмущениях и малых изменениях частоты вращения ротора (динамическая устойчивость системы, большие качания генератора и др.);

переходные процессы при больших возму­щениях и больших изменениях частоты враще­ния ротора (работа синхронной машины при асинхронном режиме, процессы ресинхрониза­ции после нарушения устойчивости, самосин­хронизации генераторов, автоматическое по­вторное включение, асинхронный пуск двига­телей и пр.);

переходные процессы при малых возму­щениях и малых изменениях частоты вращения ротора (статическая устойчивость электриче­ских систем, выбор способов автоматического регулирования возбуждения генераторов, обес­печивающих устойчивую работу системы).

При выполнении расчетов различают про­стейшие, простые и сложные позиционные консервативные системы и сложные диссипативные энергетические системы. Сложность систем может оцениваться в зависимости от степени идеали­зации математического описания процесса (консервативная позиционная система, диссипативная система), конфигурации (сложность сети, число учитываемых генераторов) и спо­соба учета нагрузок (постоянные сопротивле­ния, постоянные мощности, статические и ди­намические характеристики).

Консервативные позиционные системы — это такие системы, в которых мощность (момент) генераторов зависит только от взаим­ного положения их роторов. Идеализация здесь состоит в том, что любые возмущения приводят к незатухающим колебаниям в системе. Все регулирующие устройства в этих системах учитываются упрощенно. Рас­смотрение диссипативной системы предпола­гает зависимость мощностей (моментов) гене­раторов как от взаимного положения, так и от скорости изменения их положения и дру­гих электрических и механических параметров, обусловленных динамикой регулирования.

В зависимости от задач расчетов и сте­пени идеализации описания переходных элект­ромеханических процессов различают: ориентировочные расчеты (на первых стадиях проектирования и на перспективу эксплуата­ции); уточняющие и настроечные расчеты при проектировании и в эксплуатации (выбор схем, режимов, уточнение параметров оборудования и т. д.); оперативно-эксплуатационные в зави­симости от конкретных задач и исследова­тельские расчеты. Анализ переходных электромеханических расчетов ведется применительно к задачам основных режимов (нормальной работы энергосистемы при наиболее напряженных длительных усло­виях, ремонтных и послеаварийных, а также кратковременных особо тяжелых режимов).

Точность результатов анализа электроме­ханических процессов определяется степенью идеализации их математического описания, точностью используемых исходных данных, техническими средствами анализа.

 

Характеристика мощности.

Рассмотрим схему электропередачи (рис.2.4), в которой генератор работает через трансформатор и линию электропередачи на шины приемной системы, мощность которой настолько велика по сравнению с мощностью рассматри­ваемой электропередачи, что напряжение приемника U можно считать не­изменным по абсолютному значению и фазе при любых условиях работы электропередачи.

 

Рис.2.4 Принципиальная схема электропередачи.

 

Рис.2.5 Схема замещения электропередачи.

 

На рис.2.5 дана схема замещения электропередачи, в кото­рой активные сопротивления и емкости опущены и элементы схемы пред­ставлены только их индуктивными сопротивлениями. Сумма индуктивных сопротивлений генераторов, трансформаторов и линий дает результирующее индуктивное сопротивление системы:

х _С = х _г + x_T1 + 0,5х_л + х_Т2.

Рис.2.6 Векторная диаграмма нормального режима работы электропередачи.

 

На рис. 2.6 показана векторная диаграмма нормального режима работы электропередачи, из которой ввиду равенства отрезков и ВС= вытекает соотношение

,

где — активный ток;

— угол сдвига вектора эдс относительно век­тора напряжения приемной системы .

Умножая обе части равенства на U/x_c, нетрудно получить:

и , где Р - активная мощность, выдаваемая генератором.

При постоянстве эдс Е и напряжения U изменение передаваемой мощности Р может быть обусловлено лишь соответ­ствующим изменением угла . Как известно, изменение мощности, отдаваемой генерато­ром, на станции осуществляется воздей­ствием на регулирующие органы турбины. В исходном режиме мощность турбины уравновешивается мощностью генератора, который вращается с неизменной частотой вращения. По мере открытия регулирую­щих клапанов (или направляющего аппа­рата у гидравлических турбин) мощность турбины возрастает, и равновесие вращаю­щего и тормозящего моментов турбины и генератора нарушается, что вызывает ускорение его вращения.

При ускорении генератора вектор эдс на рис. 2.6 перемещается относительно вращающегося с неизменной угловой ско­ростью вектора напряжения приемной сис­темы U, Связанное с этим увеличение угла и обусловливает соответ­ствующее изменение мощности генератора Р, возрастающей до тех пор, пока она вновь не уравновесит увеличивающуюся мощность турбины. Таким образом, вели­чиной, непосредственно определяющей зна­чение активной мощности, отдаваемой ге­нератором приемнику, является угол .

 

Рис.2.7 Движение вектора эдс генератора при его ускорении.

 

Как вытекает из уравнения мощности генератора зависи­мость мощности от угла имеет синусои­дальный характер (рис.2.8) и, следовательно, с увеличением угла мощность Р сначала возрастает, но затем, достигнув максималь­ного значения, начинает падать.

При данном значении эдс генератора Е и напряжения приемника U существует определенный максимум передаваемой мощности ,

Рис.2.8 Угловая характеристика генератора.

который может быть назван идеальным пределом мощности рассматриваемой простейшей электрической системы. Равновесие между мощ­ностью турбины и генератора достигается лишь при значениях мощности, меньших Р_т, причем данному значению мощности турбины Р_о соответствуют, вообще говоря, две возможные точки равновесия на характеристике мощ­ности генератора и, следовательно, два значения угла и (рис.2.8). Однако в действительности устойчивый установившийся режим работы электропередачи возможен только при угле . Режим, которому на рис.2.8 отвечает точка на падающей части характеристики, неустойчив и длительно существовать не может.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: