54. Автоматический ввод резервов генераторной мощности и оборудования для повышения устойчивости.
Для обеспечения устойчивости и надежности работы энергетических систем необходимо иметь определенный резерв генерирующей мощности на электростанциях, а также резерв основного оборудования в питающих и распределительных сетях.
На характер электромеханических переходных процессов непосредственное влияние оказывает величина оперативного вращающегося резерва мощности на электростанциях, предназначенного для компенсации небаланса между производством и потреблением мощности. Это прежде всего необходимо при: а) внезапной потери генерирующего источника; б) резком увеличении нагрузки; г) аварийном уменьшении пропускной способности межсистемных связей, по которым принималась мощность. Поскольку переходной режим в системах быстротечен, то ввод оперативного резерва осуществляется автоматически при изменении режимных параметров или состава работающего оборудования. Наличие резерва активной мощности на генераторах обеспечивает их работу при малых углах сдвига ротора . Наличие резерва по реактивной мощности позволяет за счет быстрого увеличения тока возбуждения увеличить амплитуду характеристики мощности. Уменьшение угла и увеличение амплитуды характеристики мощности улучшает как статическую, так и динамическую устойчивость.
Питающие и распределительные сети электрических систем проектируют, как правило, таким образом, чтобы обеспечить питание потребителей от 2-х и более источников питания (линий, трансформаторов). В этом случае аварийное выключение одного из них не приводит к нарушению электроснабжения потребителей. Однако в настоящее время электроснабжение большинства потребителей, имеющих два и белее источника питания, осуществляется по разомкнутой схеме питания. Применение такой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения токов КЗ, упрощения защиты оборудования, создания необходимого перетока мощности и т.п.
Использование АВР является эффективным мероприятием, повышающим устойчивость и надежность электроснабжения, т.к. позволяет достаточно быстро восстановить электроснабжение.
Если ресинхронизация синхронных двигателей оказывается неуспешной или происходит нарушение устойчивости других двигателей, то целесообразно использовать быстродействующие АВР (БАВР), уменьшающих или вообще устраняющих бестоковую паузу. Принцип работы БАВР заключается в осуществлении одновременного или опережающего включения, например, секционного выключателя СВ и лишь затем происходит отключение КЗ на питающих линиях (рис. 8.40 а).
Недостатком применения БАВР является снижение напряжения на шинах неповрежденной секции из-за включения СВ при неотключенном КЗ. Это может приводить в ряде режимов к нарушению устойчивости уже на двух секциях шин. Поэтому при проектировании и эксплуатации БАВР необходимо проведение специальных расчетов и экспериментов по исследованию переходных процессов.
Для особо ответственных потребителей может быть рекомендована схема резервного питания секции с поврежденным источником питания через электромеханический преобразователь частоты (ЭМПЧ), выполненный в виде двух электрических машин ЭМ1 и ЭМ2 переменного тока с жесткосоединенными валами, статорные обмотки которых подключены к различным секциям шин.