И результирующая устойчивость
Асинхронным режимом (АР) генератора (станции) называют режим его работы при больших отклонения частоты вращения роторов от синхронной. Причины возникновения АР: 1) исчезновение тока возбуждения; 2) нарушение статической или динамической устойчивости; 3) понижение напряжения, обусловленное отключением короткого замыкания действием АПВ или АВР и т.п. Возникновение асинхронного режима приводит к различным нарушениям нормальной работы энергосистемы: 1) могут появляться периодические понижения напряжения (вблизи центра качаний), неблагоприятно влияющие на силовую нагрузку; 2) из-за увеличения тока при понижении напряжения может нарушиться селективная работа релейной защиты; 3) возникают колебания активной мощности, при которых возникают дополнительные усилия на валу турбины. Выпавший из синхронизма генератор может быть введен на параллельную работу после отключения от сети с последующей синхронизацией и набором нагрузки. Это длительный процесс. Другой способ восстановления синхронной работы, когда выпавший из синхронизма генератор не отключается от сети и, работая в асинхронном режиме, выдает в сеть некоторую мощность, а входя в сеть путем ресинхронизации, он быстро увеличивает выдаваемую мощность. Работу системы в таком режиме практически нельзя считать неустойчивой, ее следует рассматривать как систему, обладающую результирующей устойчивостью. Рассмотрим процесс возникновения, протекания асинхронного хода и условия ресинхронизации применительно к простейшей системе (рис. 1.3). При этом выделим три стадии протекания процесса: режим синхронных колебаний и переход от синхронного к асинхронному режиму; установившийся асинхронный ход; режим ресинхронизации (рис. 6.1).
Предположим, в рассматриваемой системе отключилась одна из цепей ЛЭП. Повторное включение отключившейся линии восстановило условия нормальной работы передачи. Однако, полученный ротором генератора толчок оказался настолько велик, что генератор, ускоряясь, выпал из синхронизма. Принимая во внимание, что скольжение при АР изменяется незначительно, можно принять в относительных единицах
Рис. 6.1. Процесс выпадения генератора из синхронизма и переход на асинхронный ход
При переходе от синхронного к асинхронному режиму происходит увеличение относительной скорости и может быть определена по выражению (5.14). Одновременно при включенном возбуждении генератор выдает синхронную мощность, определяемую выражением
В асинхронном режиме эта мощность имеет знакопеременный характер и за период ( Таким образом в асинхронном режиме имеет место избыточный момент (мощность), определяемая выражением:
Учитывая, что в установившемся асинхронном режиме
Рис. 6.2. Установившийся асинхронный ход: а) изменение мощностей; б) изменение скольжения; в) зависимость
Величина установившегося скольжения определяется только значением
Турбогенераторы с массивной бочкой ротора (при работе на шины В этом случае нагрузка генератора ограничивается током статора (активным и повышенным реактивным) и составляет (50 ¸ 70) % от Синхронная мощность
Рис. 6.3. Изменение параметров режима при ресинхронизации: а) мощностей б) мощностей в синхронизм; в) то же при неуспешном вхождении в синхронизм При вхождении в синхронизм ( На основании выше изложенного уравнение относительного движения ротора запишем в виде: или
Интегрируя (6.1) в пределах изменения скольжения
где Критерий ресинхронизации. Рассмотрим процесс после нарушения динамической устойчивости передающей станции. Для этого запишем уравнение мощностей, действующих на ротор генератора в асинхронном режиме:
Взаимная мощность
При нарушении устойчивости скорость генератора возрастает и регулятор скорости уменьшает впуск энергоносителя. При
Рис. 6.4. Кривые среднего скольжения
В случаях, когда среднее скольжение монотонно приближается к своему установившемуся значению, не пересекая при этом оси абсцисс, синхронизация ( При настройке регулятора скорости с перерегулированием синхронизация может произойти в тот момент, когда среднее скольжение в переходном процессе станет меньше
Если кривая среднего скольжения пересекает ось абсцисс и зону значений скольжений, меньших Когда кривая среднего скольжения, не пересекая ось абсцисс, монотонно приближается к своему установившемуся значению и ресинхронизация происходит за счет взаимного момента, критерий ресинхронизации получается интегрированием (6.2) в предположении, что за время одного асинхронного поворота сохраняется равенство
то есть
Уравнение (6.5) описывает колебательное движение ротора при асинхронном ходе, которое происходит под влиянием взаимной мощности около среднего значения скольжения. Рассмотрим процесс колебаний на фазовой плоскости, для чего введем замену:
и получим:
Проинтегрировав уравнение в пределах от
Уравнению (6.11) на фазовой плоскости соответствует семейство траекторий, которое изображено на рис. 6.5. Кривая, проведенная жирной линией и являющаяся сепаратриссой, делит всю плоскость на две области – область ресинхронизации (в этой области скольжения на фазовых траекториях меняет знак) и область, в которой ресинхронизации не происходит (в этой области скольжение на фазовых траекториях не изменяет знака). Максимальное скольжение
Рис. 6.5. Фазовые траектории для синхронного хода и синхронных качаний
Для сепаратриссы, которая определяет допустимое по условиям ресинхронизации скольжение, величина
Значение
Подставляя величину
Очевидно, что ресинхронизация обязательно произойдет, если при любом виде кривой среднего скольжения установившееся значение
где Здесь значения
ВСТАВИТЬ С ЛИСТА
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|