Устойчивость распределенной генерации при параллельной работе с электроэнергетической системой
КОНСТАНТИНОВА К.С., КГЭУ, г. Казань
Науч. рук. канд. техн. наук, профессор ГУБАЕВ Д.Ф.
Обеспечение устойчивости энергосистем является необходимым условием надежности электроснабжения потребителей. Различают динамическую и статическую устойчивость. Под динамической устойчивостью понимается способность системы возвращаться к исходному состоянию после больших возмущений. Методическими указаниями по устойчивости энергосистем определены три группы нормативных возмущений. Рассматривают сценарий развития возмущения и по углу ротора генератора определяют условия обеспечения динамической устойчивости. Под статической устойчивостью понимается способность системы возвращаться к исходному состоянию после малых возмущений, таких как увеличение нагрузки.
Основной структурой по поддержанию нормального режима работы системы является Системный оператор ЕЭС, который руководствуется необходимыми требованиями методических указаний:
– коэффициент запаса устойчивости по активной мощности в сечении KP в нормальном режиме – 20 % и в вынужденном режиме – 8 %;
– коэффициент запаса по напряжению в узле нагрузки KU в нормальном режиме – 15 % и в вынужденном режиме – 10 %;
– токовые нагрузки электросетевого и генерирующего оборудования не превышают длительно допустимых значений в нормальном режиме и аварийно допустимых значений в послеаварийных режимах.
При параллельной работе объекта распределенной генерации с энергосистемой определяющим критерием будет значение угла ротора генератора, который не должен превышать 180. Исходя из начального значения угла ротора, определяют максимальную активную передаваемую мощность путем последовательного утяжеления. На рисунке представлена зависимость активной мощности от угла ротора генератора.
Зависимость активной мощности от угла ротора генератора
В магистерской диссертации я рассматриваю условия устойчивости генератора с сохранением синхронизма при нормативных возмущениях и возмущения, при которых генератор выпадет из синхронизма. Далее проводится настройка регулирующих устройств и автоматики с проверкой динамической устойчивости.
Исследование устойчивости позволяет разрабатывать мероприятия по повышению статической и динамической устойчивости в нормальных и послеаварийных режимах. Загрузка генератора по активной и реактивной мощности, определяемая PQ-диаграммой, в целях снижения угла ротора генератора, а также изменение положений РПН-трансформаторов связи с целью изменения напряжения в узлах являются мероприятиями по повышению статической устойчивости генераторов.
УДК 621.311
Исследование феррорезонансных процессов в сети с изолированной нейтралью 6–35 кв
КРИВОВ Т.О., КГЭУ, г. Казань
Науч. рук. канд. физ.-мат. наук, доцент ГУБАЕВА О.Г.
Целью данной работы являлось изучение феррорезонансных процессов в сетях с изолированной нейтралью 6–35 кВ, а также автоматизация расчетов токов в обмотках высокого напряжения ТН с последующим применением составленной программы для реальной ПС.
Задачами, которые ставились для достижения поставленной цели, были:
– анализ способов заземления нейтрали;
– изучение физических процессов, происходящих при возникновении феррорезонанса;
– составление схемы замещения сети с трансформатором напряжения;
– составление программы для расчета токов в обмотке высокого напряжения ТН.
У различных способов заземления нейтрали имеются свои плюсы и минусы, но после изучения различной литературы применительно к данной теме выяснилось, что феррорезонансные процессы (ФРП) могут развиваться только в сети с изолированной нейтралью и только в контурах нулевой последовательности, так как только в этом случае может образоваться цепь с последовательно соединенными катушкой со сталью (ТН с ферромагнитным сердечником) и конденсатором (емкость сети).
Была изучена различная литература по данной теме и для наиболее часто встречающейся схемы замещения ТН была выведена система уравнений для нахождения токов в первичной обмотке ТН при изолированной нейтрали сети.
Решать данные уравнения вручную достаточно долго. Поэтому для более быстрого решения и наглядности полученных результатов при расчете выведенных уравнений в EXEL была создана программа для расчета токов в обмотках высокого напряжения ТН. Составленная программа имеет довольно удобный интерфейс. На рабочем экране находится поле для ввода исходных данных. Также на рабочем листе расположены ячейки (фидеры), отходящие от подстанции, где можно выбрать марки кабельных и (или) воздушных линий, из которых состоит тот или иной фидер, и параметры их расположения, от которых также зависит емкость сети. После заполнения всех исходных данных в программе можно включать и отключать те или иные фидеры и смотреть, при каких комбинациях включенных фидеров токи в обмотках ТН будут недопустимыми.
Исходными данными для построения зависимости токов в первичных обмотках ТН от времени являются:
– сопротивление первичной обмотки ТН;
– сопротивление намагничивания ТН;
– емкость сети;
– потокосцепление в фазах;
– напряжение на нейтрали сети.
Зная эти исходные данные, можно рассчитать токи в первичной обмотке ТН для, например, вновь строящихся или реконструируемых подстанций. Если полученные токи будут превышать предельно допустимые для применяемого ТН, то необходимо принять меры по уменьшению этих токов, например высокоомное или низкоомное заземление нейтрали сети, компенсированное заземление нейтрали или установка в разомкнутый треугольник ТНКИ сопротивления 25 Ом.
УДК 621.311.04