7. Предаварийное управление мощностью турбин с целью сохранения устойчивости.

Нарушения синхронной динамической устойчивости происходят в энергосистемах относительно редко, что обусловлено малой вероят­ностью тяжелых к.з., осна­щением энергосистем быст­родействующими релейными защитами, современными АРВ и другой противоава­рийной автоматикой.

Наибольшее распростра­нение до настоящего времени получил способ обеспечения устойчивости энергосистем типовой структуры I путем отключения части генерато­ров передающей энергосисте­мы. Этот способ наиболее часто применяется на гидростанциях, где от­ключение и последующее по­вторное включение генерато­ра в сеть не представляют больших трудностей, могут быть выполнены быстро и легко могут быть автомати­зированы.

В последние годы серьезное внимание было уделено другому эффективному способу повышения синхронной динамической устойчивости энергосистем — аварийному управлению мощностью турбин тепловых элек­тростанций.

Для обеспечения синхронной динамической устойчивости энергосистемы требуется быстрое изменение мощности агрегата, что не позволяет использовать для этой цели механизм управления турбиной, обычно применяемый в нормальном режиме.

Поэтому если не отключать агрегат от сети, то для его быстрого управления возникает необходимость в более быстродействующем элек­трическом входе в систему регулирования турбины — так называемом электрогидравлическом преобразовате­ле (ЭГП). Через этот преобразователь электрического сигнала в гидравлический в систему регулирования тур­бины подается форсированный сигнал, обеспечивающий кратковременную глубокую разгрузку турбины для га­шения избыточной кинетической энергии ротора с после­дующим набором нагрузки и, если в этом есть необхо­димость, ограничением мощности агрегата (см.рисунок 8.2).

Воздействие на регулирование первичного двигателя (турбины), как видно из рисунок 8.2, практически не из­меняет площадки ускорения, но существенно расширяет возможную площадку торможения.

Рисунок 8.3 - Форма импульса приразомкнутом

программном уп­равлении

Вместе с тем, этот способ весьма чувствителен к параметрам управляющего импульса: при его малой ве­личине не удается скомпен­сировать площадку ускоре­ния, что приводит к нару­шению устойчивости в пер­вом цикле качаний с поло­жительным скольжением (ускорением), при избыточ­ном импульсе может произой­ти резкое увеличение пло­щадки торможения и выпа­дение из синхронизмавовтором цикле с отрицательным скольжением (торможение). Возникновение явления переторможения при аварийном управлении турбиной возможно только при наличии на шинах станции достаточно большой местной нагрузки (большого значения Р₁₁). При незначительной мест­ной нагрузке опасность переторможения отсутствует (см.рисунок 8.2.) Возможны различные законы регули­рования мощности турбины в переходном режиме. В од­ном из первых регуляторов, созданных ВТИ, управляю­щий сигнал определялся по разности между мощностью генератора и турбины [127, 128] (см.рисунок 8.3).

В настоящее время применяется такой способ управления мощностью турбины, при котором значение управ­ляющего воздействия определяется в начальный момент переходного процесса на основании анализа возникшей ситуации, а самоуправление осуществляется как ра­зомкнутое программное, т. е. без контроля за дальней­шим протеканием процесса.

Применяемые в настоящее время программы представляют собой сиг­нал специальной формы, состоящий из прямоугольного импульса, обеспечивающего быстрое снижение мощности тур­бины, и остаточного сиг­нала, предотвращающего нарушение во втором или последующих циклах ка­чаний из-за быстрого на­бора нагрузки турбиной. Изменяя максимальное значение и длительность прямоугольной части импульса, можно менять глубину и скорость раз­грузки агрегата и, следо­вательно, интенсивность воздействия в переходном процессе. Для существен­но нелинейного объекта, каким является турбина, для выбора управляющего воздействия необходим набор характеристик изменения момента (мощности) турбины в зависимости от длительности и амплиту­ды прямоугольного импульса — так называемые им­пульсные характеристики.