
- •Электроэнергетических системах
- •Введение
- •Контрольные вопросы
- •1. Описание переходных процессов в электроэнергетических системах
- •1Л. Описание переходных процессов в синхронных генераторах
- •1.2. Описание переходных процессов в нагрузках
- •Моделирование электрической сети при расчётах устойчивости
- •Описание переходных процессов в системах возбуждения генераторов
- •Описание переходных процессов в первичных двигателях и в системах регулирования скорости
- •Математическая модель электроэнергетической системы для исследования устойчивости
- •Контрольные вопросы
- •Характеристики мощности и статическая устойчивость
- •Характеристики мощности простейшей нерегулируемой электроэнергетической системы с неявнополюсными генераторами
- •Характеристики мощности простейшей нерегулируемой электроэнергетической системы с явнополюсными генераторами
- •Характеристики мощности сложных электроэнергетических систем
- •Характеристики мощности и статическая устойчивость асинхронных двигателей
- •Характеристики мощности и статическая устойчивость комплексных нагрузок узлов
- •Вычисление коэффициентов характеристического уравнения
- •Анализ корней характеристического уравнения
- •Анализ статической устойчивости простейшей нерегулируемой электроэнергетической системы методом малых колебаний
- •Определение критических напряжений узлов методом утяжеления режима
- •Анализ статической устойчивости электроэнергетической системы путём преобразования схемы
- •Определение методом утяжеления режима критических напряжений узлов.
- •Общая характеристика задачи
- •Динамическая устойчивость простейшей электроэнергетической системы
- •Энергетические соотношения, характеризующие движение ротора генератора. Способ площадей
- •Представление процесса на фазовой плоскости
- •Динамическая устойчивость сложной электроэнергетической системы
- •Общая характеристика асинхронных режимов
- •Возникновение асинхронного режима
- •Задачи, возникающие при исследовании асинхронных режимов
- •Определение параметров асинхронных режимов
- •Ресинхронизация генераторов
- •Процесс возникновения асинхронного режима в простейшей системе.
- •Статические характеристики мощности нагрузочных узлов по частоте
- •Баланс мощности в системе при изменении частоты
- •Неустойчивость частоты (лавина частоты)
- •Динамические характеристики системы при изменении частоты
- •8Л. Кратковременные перерывы питания и их последствия
- •Характерные режимы двигателей
- •Характеристика иротивоаварийиых мероприятий и их обоснование
- •Генераторы
- •Линии электропередачи
- •Трансформаторы и заземление их нейтралей
- •Мероприятия эксплуатационного характера
- •Для чего на длинных линиях применяются переключательные пункты?
- •Для чего на линиях применяется автоматическое повторное включение?
- •Для чего применяется отключение части нагрузки в переходном режиме?
Энергетические соотношения, характеризующие движение ротора генератора. Способ площадей
Для простейшей электроэнергетической системы (см. рис. 5.1) при описании переходных процессов в ней уравнениями (5.1) характер относительного движения ротора эквивалентного генератора станции после отключения КЗ можно установить, рассматривая энергетические соотношения сил, действующих на ротор.
Определив проводимости схемы уп, у12 для нормального, аварийного и послеаварийного режимов, можно построить характеристики мощности эквивалентного генератора станции для этих режимов:
(рис
5.7).
Нормальный режим будет соответствовать точке 0, в которой уравновешены электромагнитная мощность генератора и мощность турбины. В первый момент КЗ угол 8 (инерционная координата) скачком измениться не может, 8^ = 80, и поэтому новый режим будет отвечать точке 1 на
характеристике мощности Ри режима КЗ. Так как теперь генератор будет
отдавать меньшую мощность, чем он получает от турбины, то под действием избыточного момента ДМ* = AR, = PT,f - R, ротор генератора начнёт ускоряться.
рШ
5
Относительные перемещения ротора отражаются уравнением движе-
j, dА© _ др
J dt
Учитывая, что
dAa> JAco db А dA&
= = А© ,
dt db dt db уравнение движения можно записать так:
Tj • A© -dAcd = АР ■ db.
Интегрируя это уравнение, найдём кинетическую энергию, полученную ротором при его ускорении:
^от
Ay = — Tj • А©2 = J(PT-Pn(5))-d5.
s0
Кинетическая энергия, приобретённая ротором в процессе ускорения численно равна заштрихованной на графике площадке /у, которая получила название площадки ускорения.
После отключения КЗ генератор будет отдавать в сеть мощность большую, чем он получает от турбины (точка 3 на характеристике после- аварийного режима Ри]). Ротор начнёт тормозиться, теряя приобретённую им кинетическую энергию и скорость. Энергия торможения будет равна:
.
At=-Tj-A(o2 = |(рш(5)-/>т)-б/5.
2 8от
Она представлена на рис. 5.7 площадкой торможения /т
В точке 4 относительная скорость ротора А© становится равной 0. Но так как генератор будет по-прежнему отдавать большую мощность, чем он получает от турбины, то в следующий момент его относительная скорость станет меньше 0, и угол 5 начнёт уменьшаться.
Так как принятое математическое описание переходных процессов соответствует позиционной системе, то рассеяния энергии колебаний (избыточной энергии) не будет происходить, и поэтому энергии ускорения и торможения в этом случае будут равны, Ау = Ат. Равны будут и площадки ускорения и торможения.
Максимально возможная площадка торможения /тв в рассматриваемом случае будет ограничена верхней частью характеристики мощности послеаварийного режима Р1П и характеристикой мощности турбины от 80т до 8 кр. Очевидно, что если /тв > /у , то электроэнергетическая система устойчива. Чем больше /тв по сравнению с /у, тем больше запас динамической устойчивости.