КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Понятие о статической и динамической устойчивости системСтр 1 из 3Следующая ⇒ Электромеханические переходные процессы Тема 1
Аварии, связанные с нарушением устойчивости электрических систем, влекут за собой расстройство электроснабжения районов и городов. Ликвидация таких аварий представляет большие сложности. Тяжелые последствия аварий заставляют уделять значительное внимание вопросам устойчивости, как при проектировании, так и эксплуатации систем электроснабжения. Устойчивость систем связана с построением схем, режимами работы электрооборудования (использованием систем АРВ, противоаварийной автоматики, релейной защиты, применения быстродействующих выключателей).
1. Характеристики мощности Рассмотрим схему электропередачи, в которой генератор работает через трансформатор и линию электропередачи на шины приемной системы (рис.1,а). а) U
Г Тр1 ЛЭП Тр2
б) Хл U Е Хг Хт1 Хт2 Хл
в) U Е Хс
Рис.1. а) схема электропередачи, б) схема замещения электропередачи, в) эквивалентная схема На рис. 1,б показана схема замещения, в которой не учтены активные и емкостные составляющие схемы замещения, а элементы схемы представлены только индуктивными сопротивлениями. Эквивалентное сопротивление системы:
. После проведенных преобразований эквивалентная схема замещения принимает вид, изображенный на рис.1,в. Построим векторную диаграмму нормального режима работы электропередачи.
B Е
IXcIaXc O Ia δ A φ U Ip IpXc
I Рис.2. Векторная диаграмма нормального режима работы электропередачи
Построение векторной диаграммы: откладывается вектор напряжения U, под углом φ откладывается вектор тока I, из конца вектора напряжения U под углом 90° к линии тока откладывается вектор IXc; соединяя начало вектора напряжения U с концом вектора IXc получаем вектор Е . Из конца вектора Е опускаем перпендикуляр на линию напряжения U и выделяем составляющие IaXc и IpXc. Из векторной диаграммы получают ряд полезных соотношений:
Учитывая, что UIP = Q, а UIa = P, формулу для модуля Е можно переписать в виде
Из треугольника ОАВ
Из треугольника ОАВ следует также, что
Умножаем обе части равенства на U/Хс :
Учитывая, что UIa = P, получим , (1)
где Р – мощность, отдаваемая генератором в сеть для питания приемников электрической энергии и являющейся одновременно тормозной мощностью для турбины (на ГЭС это гидротурбины, на ТЭС и АЭС –паровые турбины). Турбина и ротор связаны одним механическим валом. Если мощность генератора Р равна нулю, то турбины достигают больших скоростей вращения и могут разрушиться. При постоянстве эдс Е и напряжения U изменение передаваемой в сеть мощности (и, одновременно тормозной для турбины) зависит только от угла δ.
Е Е
δ U
Рис.3. Изменение положения ротора и эдс Е при открытии регулирующего клапана
Если увеличить открытие регулирующего клапана на турбине, то мощность турбины Р0 возрастет, баланс мощностей нарушается, начинается ускорение вращения турбины и ротора генератора. При ускорении вектор эдс Е перемещается относительно вращающегося с неизменной скоростью вектора напряжения. Связанное с этим увеличение угла δ в соответствии с (1) приводит к увеличению мощности генератора (торможения). Увеличение происходит до тех пор, пока вновь не уравняются мощности турбины и генератора. Таким образом, величиной, определяющей значение активной мощности, является угол δ. Построим зависимость мощности генератора от угла δ.
P
a b Po Pm=(EU)/Xc
δa 90° δb 180° Рис.4. Характеристика мощности генератора
При заданном значении эдс Е и напряжения U существует максимум передаваемой мощности Pm: ,
который называется идеальным пределом мощности рассматриваемой простейшей электрической системы. Равновесия между мощностью турбины и генератора можно достичь, если Ро>Pm, иначе скорость будет увеличиваться до разрушения турбины. Если Ро<Pm, то можно выделить две точки возможного равновесия при углах δа и δb, но устойчивый режим работы возможен только при угле δа.
|