Нормальные и анормальные режимы работы в энергосистеме.

Нормальные и анормальные режимы работы в энергосистеме.

Все режимы работы ЭЭС можно подразделить на две большие группы: нормальные и анормальные режимы работы.

Под нормальным режимом работы ЭС понимают электрические, тепловые режимы, в которых все параметры электро- и тепло-энергетического оборудования находятся в допустимых пределах.

Под анормальным режимом работы понимают режим, когда некоторые параметры находятся вне по диапазону по допустимым условиям.

Какие параметры контролируются:

Ре, Qe, U, , % (величина несимметрии – ток обратной последовательности).

Установившийся режим работы ЭЭС

Если рассматривать нормальный режим, то существует производное понятие установившегося режима работы ЭЭС.

Относительно анормальных режимов работы.

Мх можно разделить на:

- аварийные режимы (недопустимы к исполнению! );

- квазиустановившиеся (условно установившиеся), допустимы при ограничении по времени.

Аварийные асинхронный ход

КЗ нарушение

     устойчивости    

     (статич. и динамич. )

Асинхронный ход, как правило, возникает при нарушении устойчивости.

 

Квазиустановившиеся  режимы работы с перегрузкой

        

Асинхронные режимы работы

Асинхронные режимы в электроэнергетических системах.

Под асинхронным режимом работы ЭЭС понимают режим работы, в котором происходит относительное электромеханическое движение отдельных частей энергосистемы, которое сопровождается наличием некоторого скольжения напряжения,  

Под асинхронным ходом понимают режим работы несинхронного движения возбужденных синхронных машин.

, .

 

Асинхронный ход синхронной машины или отдельной части ЭС является следствием нарушения устойчивой параллельной работы. Данный режим сопровождается большими изменениями режимных параметров ЭС

Размах колебаний может составлять трехкратных нормальных значений.

 

Из книги:

ГЛАВА 7

Аварийная разгрузка электрических станций

7. 1. Назначение разгрузки

Аварийная разгрузка генератора (АРГ) или станции (АРС) наряду с системами аварийного отключения нагрузки (САОН) является основным средством сохранения устойчивости параллельной работы энергосистем и крупных станций.

Аварийная разгрузка осуществляется отключением генераторов в результате экстренного воздействия на систему регулирования паровой турбины путем уменьшения впуска пара. Гидротурбины не участвуют в экстренном изменении мощности в связи с большими инерционными массами и большими постоянными времени переходных процессов с одной стороны, а с другой из-за возможности возникновения гидроударов в водоводах.

При синхронной работе генератора в энергосистеме (рис. 7. 1, а) существует баланс мощностей - турбины (Р_т) и генератора (Р_г), при этом генератор работает с постоянным углом .

В аварийной ситуации этот баланс нарушается. Мощность турбины может быть больше или меньше мощности генератора. Избыточная (дефицитная) мощность турбины идет на ускорение (торможение) ротора агрегата. Частота вращения при этом не равна синхронной, и положение ротора меняется (изменяется угол )

Уравнение движения ротора может быть записано так

где Tj  - мощность агрегата, идущая на ускорение (торможение),

p - асинхронная мощность генератора,

к_с  - синхронная мощность генератора.

 

Рис. 7. 1. Схема энергосистемы и графики изменения угла  и мощности Р

В послеаварийной ситуации изменение угла происходит по кривой 1 или 2 (рис. 7. 1). Кривая 1 соответствует сохранению устойчивой синхронной работы генератора в энергосистеме. Во втором случае угол непрерывно возрастает и генератор выходит из синхронизма.

Для сохранения устойчивой синхронной работы генератора в энергосистеме возникает необходимость воздействия на турбину. Этот вопрос рассмотрен ниже.

Для выяснения качественной стороны переходного процесса, задачу упрощают, полагая, что в случае сохранения синхронной работы скорость изменения угла  невелика , а также невелико и ускорение ротора ( ). В таком случае достаточно учесть синхронную мощность генератора, равную, как известно

. (7. 2)

Графики изменения мощности генератора Р_г( ) и турбины Р_т( ) в функции угла показаны на рис. 7. 1, б.

До аварии режим определяется точкой «а». В этой точке существует баланс мощностей Р_т = Р_г и неизменность угла . Отметим, что точка «а» находится на устойчивой части характеристики Р_г( ). При любом отклонении режима от точки «а» по характеристике мощности Р_г( ) возникает момент, стремящийся вернуть режим к точке «а».

 Другая ситуация имеет место в точке «d». Несмотря на то, что в самой точке «d» формально существует баланс мощности турбины и генератора Р_т = Р_г, режим в этой точке неустойчив. При любом бесконечно малом смещении от точки «d» возникает момент, стремящийся увеличить это отклонение. Так в точке « » мощность генератора больше мощности турбины Р_г > Р_т и появляется тенденция к переходу в точку «а». В точки « » угол будет увеличиваться. Таким образом, точка «d» является граничной точкой устойчивого режима. Необходимо воздействовать на генератор и турбину таким образом, чтобы в переходном режиме угол не достигал значения _d .

В аварийной ситуации осуществляется воздействие на возбуждение генератора с целью его максимального увеличения. Проблема форсировки возбуждения для сохранения устойчивости синхронного генератора подробно излагается в учебной литературе [7], поэтому здесь не рассматривается. Остановимся детальнее на аварийном управлении мощностью турбины.

До сих пор мы исходили из того, что мощность турбины постоянна. Теперь будем полагать, что имеется возможность изменять эту мощность. На рис. 7. 1, б при  мощность турбины резко снижается до значения Р_т*. Рассмотрим влияние такого управления турбиной на процесс стабилизации режима работы агрегата.

Возможны два варианта. По первому из них при угле . мощность турбины возвращается к своему исходному значению Р_т. На участке углов от  до  мощность генератора Р_г превосходит мощность турбины Р_т* значительно больше, чем до Р_т. На этом участке идет торможение ротора агрегата. Следовательно, за счет воздействия на турбину, процесс торможения становится более интенсивным, что положительно скажется на характере переходного процесса изменение угла .

По второму варианту после угла  мощность турбины сохраняется на уровне Р_т*. Теперь дополнительное торможение продолжается на большом участке углов  и, в свою очередь, перемещение точки «d» в положение « » также положительно сказывается на переходном процессе.

Следует напомнить, что при устойчивом переходном процессе максимальное значение угла  не должно доходить до значения . Следовательно, при подходе к этому значению рост угла прекращается и его производная . В таком случае неучет асинхронной составляющей электромагнитной мощности генератора Р_ас =  не оказывает заметного влияния на переходный процесс.

Из-за инерционности процесса в канале управления мощность турбины не может изменяться скачкообразно, как это было принято на рис. 7. 1, б. Реально процесс изменения мощности турбины происходит постепенно. Однако общий характер процесса сохраняется и в этом случае, управление мощностью турбины положительно сказывается на устойчивости синхронной работы генератора.

В объединенных энергосистемах возникает необходимость аварийной разгрузки станции или даже нескольких станций. Для сохранения баланса мощности в дефицитной энергосистеме необходимо отключать потребителей. В избыточной системе следует снизить генерируемую мощность, т. е. провести аварийную разгрузку станций.

Подчеркнем значение быстродействия разгрузки. На рис. 7. 2 показана зависимость мощности требуемой разгрузки от ее задержки с момента возникновения аварии.

Рис. 7. 2. Зависимость необходимой разгрузки от быстродействия автоматики

 

Если разгрузка генератора начинается в самый момент возникновения аварии, то для сохранения динамической устойчивости генератор необходимо разгрузить на величину Р_о. При задержке начала разгрузки на время , разгрузку следует увеличить до величины , иначе динамическая устойчивость не будет сохранена. Дальнейшая задержка резко повышает мощность необходимой разгрузки. При задержке разгрузки на некоторое предельное время мощность требуемой разгрузки увеличивается до бесконечности,

что свидетельствует о неэффективности подобного действия.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: