57. Регулирование режима реактивной мощности синхронных машин для повышения устойчивости.
Выбор величины потребляемой и генерируемой реактивной мощности, а соответственно, и коэффициента мощности синхронной машины в электроэнергетической системе производится, как правило, исходя из требуемого режима напряжения или реактивной мощности на электростанции или в узле нагрузки. Вместе с тем значение коэффициента мощности является весьма важным с точки зрения обеспечения устойчивости синхронной машины. Рассмотрим условия потребления (аналогично и передачи) одной и той же активной мощности при различных cos синхронной машины, включенной по схеме, изображенной на рис. 8.45а. Построим векторную диаграмму (рис.8.45в) для трех режимов: режим потребления реактивной мощности( = 1, Iр1); режим потребления только активной мощности ( = 0, Iр = 0); режим выдачи реактивной мощности ( = 2, Iр = Iр2). Из диаграммы видно, что значение ЭДС Е уменьшается при увеличении cos в режиме потребления реактивной мощности. Это приводит к понижению амплитуды характеристики мощности Рм = EU/xd и ухудшению условий устойчивости. При увеличении потребления реактивной, мощности значение ЭДС Е продолжает уменьшаться и при определенной величине достигается предел передаваемой мощности по условиям устойчивости (рис. 8.46). Поэтому практически осуществимые режимы потребления реактивной мощности ограничиваются максимально допустимой величиной по условиям статической или динамической устойчивости. Следовательно, для повышения устойчивости синхронных машин следует создавать режимы с максимально возможной величиной генерации реактивной мощности.
58. Регулирование перетоков мощности по линиям электропередачи для повышения устойчивости.
В упрощенной расчетной модели каждую из энергосистем можно представить в виде эквивалентной ЭДС Ес за сопротивлением хс, а каждую из цепей линии электропередачи сопротивлением хл (рис. 8.47б). Эта схема весьма удобна для анализа процессов регулирования перетоков мощности по межсистемной связи, поскольку в конечном итоге может быть представлена еще более простой - одномашинной схемой.
Уравнение движения каждой из систем при передаче мощности Рл из первой системы во вторую описывается уравнениями:
(8.15)
где
Тj1,
Тj2
‑ эквивалентные
механические постоянные инерции
агрегатов систем;
Рм1, Рм2 ‑ суммарные механические мощности агрегатов первой и второй систем;
Ph1, Рн2 ‑ мощность потребителей каждой из систем.
Для рассматриваемой схемы мощность, передаваемая по линии электропередачи, определяется выражением
, (8.16)
где
12
= 1
‑
2
‑ взаимный
угол сдвига между векторами ЭДС Ес1
и
Еc2
энергосистем;
Х12 = хс1 +хл/2 + хс2.
Из уравнений (8.15) после несложных преобразований можно получить уравнение движения объединения из двух энергосистем в виде
, (8.17)
где
; (8.18)
. (8.19)
Рассмотрим наиболее характерные аварийные ситуации в объединенной энергосистеме, приводящие к изменению перетока мощности по межсистемной линии электропередачи.
1. Возникновение избытка генерируемой мощности в передающий энергосистеме. Это возможно при уменьшении электропотребления или отключении линии электропередачи, питающей потребители. В зависимости от параметров объединенной системы, величины возникшего избытка мощности возможно возникновение трех характерных режимов для межсистемной линии электропередачи:
а)
устойчивый режим перетока мощности,
т.к. условия статической и динамической
устойчивости выполняются:
;
fу
fт.
б) режим передачи мощности, при котором не выполняются условия как динамической, так и статической устойчивости.
2. Возникновение дефицита, мощности в приемной энергосистеме. Это возмущение возможно в результате аварийного отключения мощных генераторов на электростанциях, отключения питающей линии или увеличения нагрузки потребителей.
3. Отключение одной цепи межсистемной линии электропередачи. Такое возмущение возникает при ложной работе защиты или обслуживающего персонала, но наиболее часто бывает следствием коротких замыканий на линии.
Для предотвращения нарушения устойчивости по линиям электропередачи применяется автоматическая их разгрузка, уменьшающая генерируемую мощность в передающей энергосистеме и увеличивающая генерируемую или снижающая нагрузку в приемной энергосистеме.
Для уменьшение генерирующей мощности с целью сохранения устойчивости по линиям электропередачи используется отключение части генераторов или автоматическая разгрузка турбин. В приемной энергосистеме применяется автоматическая загрузка резервных генераторов и отключение части потребителей, так называемой специальной автоматикой отключения нагрузки (САОН). При этом скорость набора нагрузки на резервных генераторах принимается максимально возможной по условиям работы оборудования электростанций. Учитывая, что срабатывание САОН приводит к народнохозяйственному ущербу, то этот вид регулирования перетоков мощности по линии электропередачи применяется только в том случае, когда предотвратить нарушение устойчивости другими способами не представляется возможным.