ЛЕКЦІЯ 1

ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ В СИСТЕМАХ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

Режими систем електропостачання

Режимом системи називається сукупність процесів, що характери­зують умови роботи СЕП та її стан у будь-який момент часу.

Параметри режиму (кількісні показники режиму) — це значення потужності, напруги, струму й інших покажчиків, пов’язаних між собою залежностями через відповідні параметри системи.

Параметри системи — це значення опорів та провідностей елементів, коефіцієнтів трансформації, постійних часу, коефіцієнтів підсилення й інших параметрів, обумовлених фізичними властивостями і схемою з’єднання елементів, а також розрахунковими даними.

Усталеним називається режим, що характеризується сталими (повільними) незначними зміна­ми параметрів режиму.

Перехідним називається процес переходу від одного усталеного режиму до іншого.

Зміни умов роботи СЕП супроводжуються перехідними процесами, що викликають зміну режимів СЕП.

За зміною параметрів режиму СЕП розрізняють чотири види режимів:

1. нормальні усталені, коли значення параметрів режиму змінюються в межах, що відповідають нормальній роботі споживачів, обумовленої їх основними техніко-економічними характеристиками;

2. нормальні перехідні, що відповідають звичайним експлуатаційним змінам у СЕП (вмикання, вимикання, перемикання, зміна навантаження та ін.). Ці режими характеризуються швидкою і різкою зміною параметрів стану роботи деяких елементів СЕП при незначних змінах параметрів ре­жиму в її вузлах;

3. аварійні усталені та перехідні, що виникають у СЕП під дією таких змін у схемах електричних з’єднань, за яких значення параметрів режиму помітно різняться від номінальних;

4. післяаварійні усталені після вимикання пошкоджених елементів СЕП, обумовленого необхідністю ліквідації аварії. Параметри режиму СЕП можуть бути у них близькими до параметрів нормального режиму або значно різнитися. Відповідно матиме місце сприятливий або несприя­тливий вихід з аварійного стану в СЕП.

Основне завдання збереження необхідного режиму СЕП — підтримка таких значень параметрів режиму, за яких забезпечується стійкість певного режиму.

Стійкість режиму — це здатність СЕП при збуреннях зберігати припустимі значення параметрів у вузлах.

Розрізняють статичну та динамічну стійкість.

Статичною стійкістю режиму СЕП називають здатність повертати­ся до початкового усталеного режиму після малих відхилень значень па­раметрів режиму в допустимих межах.

Динамічна стійкість роботи СЕП — це здатність повертатися після тимчасового раптового і різкого збурення до початкового усталеного ре­жиму чи близького до нього, коли значення параметрів режиму в її вузлах перебувають у допустимих межах.

Різновид динамічної стійкості — результуюча стійкість роботи, тобто здатність СЕП відновлювати синхронну роботу після короткочасного, дозволеного за умов експлуатації, асинхронного режиму генераторів джерел з прийнятними показниками якості електричної енергії. Якщо параметри режиму у вузлах СЕП за післяаварійного стану істотно не відрізняються від параметрів її нормального ре­жиму, то вважають, що динамічна стійкість роботи СЕП не порушена.

Порушення динамічної стійкості роботи СЕП може викликати таке раптове збурення, як вимикання або вмикання одного з її важливих еле­ментів (будь-якого ланцюга дволанцюгових ЛЕП, потужних електродви­гунів та ін.), що істотно змінює режим роботи інших елементів СЕП.

Най­більш небезпечне збурення — КЗ.

При порушенні статичної або динамічної стійкості роботи СЕП час­тота напруги може знизитися до неприйнятних для більшості споживачів значень, що призводить до економічних збитків.

ПРИЧИНИ ВИНИКНЕННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ

Перехідні процеси в СЕП — результат зміни режимів, спричинених експлуатаційними умовами або наслідками пошкодження ізоляції чи струмоведучих частин електроустановок.

Причинами виникнення перехідних процесів можуть бути впливи на елементи системи:

1. вмикання, вимикання чи перемикання джерел електричної енергії, трансформаторів, ЛЕП, електроприймачів та інших елементів;

2. поява несиметрії фазних струмів і напруг через вимикання окремих фаз, несиметричних змін навантаження, обривів фаз тощо;

3. короткі замикання в елементах СЕП;

4. прискорення збудження синхронних машин та гасіння їх магнітного поля;

5. раптові накиди та скиди навантаження;

6. асинхронний пуск двигунів та синхронних компенсаторів;

7. реверсування асинхронних двигунів;

8. асинхронний хід синхронних машин після їх випадання із синхронізму;

9. кліматичні впливи на елементи СЕП;

10. повторні вмикання та вимикання короткозамкнених ланцюгів мереж.

Перехідні процеси, викликані комутаційними перемиканнями елементів системи, виконанням випробувань і регулюванням режимів, належать до умов нормальної експлуатації, а КЗ, обриви фаз, повторні вмикання та вимикання короткозамкнених ланцюгів, випадання генераторів із синхроніз­му та інші порушення нормальних режимів — з розряду аварійних ситуацій.

Граничні значення параметрів режиму електроустановок при перехідних процесах у нормальних режимах експлуатації звичайно враховують­ся під час виготовлення електричного устаткування, проектування та спо­рудження СЕП, а також обгрунтовання експлуатаційних режимів.

Аварійними режимами називають КЗ, обриви фаз, повторні вмикання та вимикання короткозамкнених ланцюгів, випадання генераторів із синхроніз­му та інші порушення нормальних режимів роботи СЕП.

В елементах СЕП аварійні режими виникають як при стійких, так і при нестійких пошкодженнях ізоляції та струмоведучих частин.

Приклади нестійких пошкоджень ізоляції: