5 Электр жүйелерінің жұмыс режимдері

5.1 Активтік қуаттардың теңгерімі және оның жиілікті реттеумен байланысы

  Энергия жүйесінде кез – келген уақытта активтік қуаттардың теңгерімі сақталады

   ∑Р_г = ∑Р_н + ∑∆Р_с,

 

мұнда ∑Р_г – электрстанциялар генераторларының қосынды қуаты;

     ∑Р_н  - энергия жүйесі тұтынушыларының қуаты;

     ∑Р_н  - электр тораптарындағы қуаттың қосынды шығындары.  

 Егер, мысалы, турбинаға энергия тасушыны (бу, су) беруді азайтса, онда ∑Р_г қуаты азаяды, және сол тұтынушылардың жүктемесінде ∑Р_н қозғалтқыштарды бұрынғы жылдамдықпен айналдыру мүмкін болмайды. Олар тежеле бастайды және жиілік бойынша жүктеменің статикалық сипаттамаларына сәйкес P =  f (f) (5.1 сур. қараңыз) аз активтік қуатты тұтына бастайды. Мұнда f₁ жиілігінде активтік қуаттардың теңгерімі пайда болады, ол f_н бастапқы жиіліктен аз.

Сонымен, кез – келген жиілікте электрстанциялар өндіретін қуат тұтынатын қуатқа тең. Мұнда энергия жүйесіндегі номиналды жиілік электрқабылдағыштардың қалыпты тұтынуын жабуға жеткілікті өндіретін қуаты бар екенін көрсетеді. Төмендеген жиілік номиналдымен салыстырғанда өндірілетін қуаттың жеткіліксіз екенін, ал жоғарылаған жиілік электрстанциялар қуатының артық екенін көрсетеді. Осыдан жиіліктің номиналдыдан ауытқуы болады:

5.1 Сурет

а) электрқабылдағыштардың қосылған қуаты өзгермегенде станциялар қуатының өзгергенінде; 

б) электрқабылдағыштардың қуаты өзгергенде және өндірілетін қуаттың тұрақтысында;

в) станциялардың және тұтынушылардың жүктемесі бір уақытта келісілмей өзгергенде.

Активтік қуаттардың теңгерімі күрт бұзылғанда жиіліктің өзгеру сипатын қарастырайық (5.2 сур. қараңыз).  Жиіліктің күрт төмендеуі өндіруші қуаттың аяқ астында істен шыққанында және резервтің жоқтығында немесе жүктелген жүйеаралық желілердің апатты ағытылғанында және қуаттың жеткіліксіз жағдайында жүйенің синхронсыз бөліктерге бөлінгенінде болады.

Бастапқы уақытта жүйедегі номиналды жиілікке f_н тұтынушылардың жүктемесі сәйкес келеді Р_1н, ол барлық генераторлардың жүктемесіне тең Р_1г.

            

5.2 Сурет

 Барлық генераторлар толық жүктелген және жүйеде активтік қуаттың резерві жоқ деп есептейік. Бір себептен t₁ уақытында (1 нүкте) Р_2г – Р_1г тең (3 нүкте) активтік өндірілетін қуаттың жетіспеуі пайда болды. Ол теңгерімнің бұзылуына алып келеді және тұтынушылардың жүктемесі жиіліктік статикалық сипаттама бойынша оны төмендеген жиілікте қалпына келтіруге ұмтылады. Егер станциялардың қуаты жиіліктен тәуелді болмаса, онда процес 1 – 2 қисығымен кетер еді. Мұнда жүктеменің және тұтынушылардың баяу өзгеруі жүйенің инерциясымен түсіндіріледі. Тұтынушылардың жүктемесі Р_2н = Р_2г жеткенде жаңа төменгі жиілікте f₂ теңгерім қалпына келер еді.

Бірақ жиіліктің төмендеуі және өндіретін қуат резервінің жоқтығы барлық жылу станцияларының 3 – 4 қисығы бойынша қуатының азайуына алып келеді, мұнда электростанциялардың өзіндік мұқтаж механизмдерінің үлкен статикалық арындарына байланысты 3 – 4 қисығы 1 – 2 қарағанда тіктеу. Сондықтан тұтынатын және өндіретін қуаттардың айырмашылығы көбейе береді, бұл жиіліктің 1 – 5 қисығы бойынша одан әрі төмендеуіне алып келеді. Шектеулі жиілікке жеткенде f_к жылу станцияларының қуаты нөлге дейін төмендейді және жиілік күрт төмендейді (4 – 6 және 5 – 7 қисықтары). Жиіліктің көшкін процесі пайда болады. Мұнда жұмыс істеп тұрған қозғалтқыштар мен генераторлар күрт тежеледі. Қозғалтқыштар жоғары реактивтік қуатты тұтына бастайды, ал генераторлар айналу жылдамдығы төмендеуі және э.қ.к. азайуына байланысты оны бере алмайды. Торапта кернеудің күрт төмендеуі болады.