10 сем (станции+реле) / Экзамен / Режимы работы 10 сем

Рис. 5.26. Запись частоты в двух энергосистемах

В некоторые моменты времени расхождение частот энергосистем А и В составляет до

. Примем за положительную величину отклонение частоты, когда частота энергосистемы А больше частоты энергосистемы В. Предположим, что мощности

и статизмы энергосистем А и В равны, т.е. . Тогда в соответствии со статическими характеристиками генерация каждой энергосистемы будет меняться в пределах

мощности в пределах от пропускной способности межсистемной линии связи, что недопустимо. Вторичное регулирование обменной мощности может снизить эти отклонения обменной мощности, но не решает проблему радикально.

Решением проблемы является использование межсистемной линии связи на постоянном токе. В таком случае переменный ток сначала преобразуется в постоянный, а затем инвертируется в переменный, но уже с частотой другой энергосистемы.

Линия электропередачи на постоянном токе как таковая может отсутствовать. В таком случае говорят о передаче на постоянном токе через «вставку», где выпрямительная и инверторная установки территориально находятся на одной подстанции.

Управление выпрямлением и инвертированием осуществляется путём воздействия на тиристорные преобразователи. Такое управление практически безынерционно, следовательно, безинерционно и управление обменной мощностью.

17. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах (ЭЭС). Общие сведения.

Напряжение в узлах сети постоянно меняется из-за изменения нагрузки, режима работы источников питания, схемы сети.

Режим напряжений в электрической сети должен быть таким, чтобы были выполнены требования ГОСТ в отношении допустимых отклонений напряжения для электроприёмников, которые питаются от этой сети.

Рисунок 17.1. Регулирование напряжения Регулированием напряжения называется процесс изменения уровней напряжения в

характерных точках сети с помощью специальных технических средств.

Сильные отклонения напряжения в электрической сети могут привести к ряду негативных последствий как для электрооборудования, так и для потребителей электроэнергии. Вот некоторые из основных последствий:

Повреждение электронных устройств и оборудования: Современное электронное оборудование, включая компьютеры, телевизоры, холодильники и микроволновые печи, чувствительно к колебаниям напряжения. Скачки напряжения могут привести к их быстрому выходу из строя или сокращению срока службы.

Перегрев оборудования: Низкое напряжение может заставить электрические двигатели работать с перегрузкой, что приводит к их перегреву и потенциальному выходу из строя. Потеря данных: В случае с компьютерной техникой и системами хранения данных, неожиданные скачки напряжения могут привести к потере несохраненной информации. Увеличение потребления электроэнергии: Электрические устройства, работающие при низком напряжении, могут потреблять больше энергии для выполнения своих функций, что приводит к увеличению счетов за электричество.

Взрывы и пожары: В крайних случаях сильные скачки напряжения могут вызвать искрение и даже взрывы, что увеличивает риск возникновения пожара.

Снижение производительности: В производственных условиях отклонения напряжения могут привести к сбоям в работе оборудования, что снижает общую производительность и качество продукции.

Для защиты от негативных последствий сильных отклонений напряжения используются различные устройства защиты, такие как стабилизаторы напряжения, ограничители перенапряжений и источники бесперебойного питания (ИБП), которые помогают поддерживать стабильное напряжение в электросети.

Статическая характеристика нагрузки — это зависимость потребления активной и реактивной мощности от напряжения и частоты, при медленных изменениях параметров электрического режима.

Для расчёта параметров установившегося режима системообразующей и распределительной сетей в первую очередь представляют интерес статические характеристики нагрузок по напряжению, причём не отдельных электроприёмников, а их совокупностей, то есть характеристики узлов нагрузки.

Для узлов нагрузки, включающих потребителей разного вида, строятся обобщённые статические характеристики.

Вид математической модели обобщённой статической характеристики определяются в ходе экспериментальных исследований.

Статические характеристики нагрузки позволяют определить степень снижения мощности нагрузки при снижении напряжения на шинах потребителя.

Это явление получило название регулирующего эффекта нагрузки по напряжению. Сначала использовалось регулирование напряжения в центрах питания

распределительных сетей и непосредственно у потребителей и на энергоблоках электростанций.

Сейчас эти методы регулирования напряжения называются локальными. Локальное регулирование может быть централизованным и местным. Централизованное управление выполняется в центрах питания. Местное регулирование проводится непосредственно у потребителей.

Регулирование напряжения в центрах питания приводит к изменению режима напряжения во всей сети, которая питается от него. Местное регулирование приводит к изменению режима напряжения в ограниченной части сети.

В зависимости от характера электроприёмников можно выделить три подтипа регулирования напряжения:

–стабилизация напряжения;

–двухступенчатое регулирование напряжения;

–встречное регулирование.

Стабилизация напряжения применяется для потребителей с практически неизменной нагрузкой в течение суток (трёхсменные предприятия).

Двухступенчатое регулирование выполняется для электроприёмников с ярко выраженным двухступенчатым характером изменения нагрузки (односменные предприятия).

В случае переменной суточной нагрузки выполняется встречное регулирование. Этот подтип регулирования напряжения самый распространённый.

Суть метода встречного регулирования заключается в изменении напряжения в зависимости от изменения графика нагрузки электроприёмника.

Мероприятия по нормализации уровней напряжения сети

•рациональное построение схем электроснабжения, к которым относятся:

•Увеличение сечения питающих линий

•Замена трансформаторов на более мощные

•Сооружение дополнительных трансформаторных подстанций

•Сооружение дополнительных линий электропередачи

• Равномерное распределение однофазных и двухфазных нагрузок по всем трём фазам электросети

Способы регулирования напряжения

•Регулирование напряжения на генераторах электростанций (АРВ).

•Регулирование напряжения на шинах подстанций с помощью:

1)трансформаторов с устройствами РПН;

2)синхронных компенсаторов;

3)Линейных регуляторов

4)Батареи конденсаторов

5)Устройство продольной компенсации

6)Шунтирующие реакторы

7)Вольтодобавочные трансформаторы в сетях 0,4 кВ.

18. Системы возбуждения СМ. Классификация. Электромашинная система возбуждения (СВ) с возбудителем постоянного тока. Обобщённая структурная схема. Принцип работы.

Виды систем возбуждения:

Электромашинная система возбуждения (СВ) с возбудителем постоянного тока

Электромашинная система возбуждения (СВ) с генератором переменного тока 500 Гц (высокочастотное возбуждение)

Тиристорная система возбуждения

Бесщёточная система возбуждения

Электромашинная система возбуждения (СВ) с возбудителем постоянного тока

Основой системы электромашинного возбуждения является генератор постоянного тока (возбудитель В), который непосредственно соединяется с обмоткой возбуждения (ОВ) синхронного генератора (Г). Обмотка возбуждения возбудителя (ОВВ) питается от самого возбудителя (система самовозбуждения).

Воздействие автоматического регулятора напряжения (АРН) на возбудитель может осуществляться двумя способами:

1) Изменение сопротивления в цепи ОВВ путём перемещения движка резистора R

Рисунок 1 – Схема системы возбуждения с возбудителем постоянного тока с электромеханической регулировкой тока возбуждения

2) Введение в обмотку возбуждения дополнительной подпитки постоянным током

Рисунок 2 – Схема системы возбуждения с возбудителем постоянного тока с регулировкой тока возбуждения дополнительным током подпитки

Устройства первого типа обладают рядом недостатков и не применяются на современных электростанциях (для изменения положения движка реостата регулятор должен иметь электромеханическое устройство, преобразующее электрический сигнал в механическое перемещение).

Устройства второго типа обладают высоким быстродействием, что привело к значительному применению таких систем возбуждения

•Достоинством электромашинной системы возбуждения является её независимость от КЗ в электрической сети синхронного генератора

•Чаще всего возбудитель находится на одном валу с синхронным генератором, что даёт высокую надёжность системы возбуждения. Такой вариант используется на турбогенераторах мощностью 100-160 МВт.

•Применение такого типа возбуждения для генераторов большей мощности имеет ряд затруднений, обусловленных условиями работы коллектора и механической прочностью возбудителя

•Для крупных турбогенераторов мощностью 200-300 МВт используется два варианта

электромашинной системы возбуждения с возбудителем постоянного тока:

1.Возбудитель приводится во вращение асинхронным двигателем с маховиком

2.Возбудитель имеет привод от вала турбогенератора через редуктор.

•Оба метода направлены на снижение частоты вращения коллектора и улучшение условий его работы.

Рисунок 3 – Структурная схема

•ТА и TV – измерительные трансформаторы I и U;

•G - генератор (СM);

•LG - обмотка возбуждения CМ;

•АГП - автомат гашения поля и его контактор К

•Rc.c. – сопротивление самосинхронизации (добавочное);

•GE - возбудитель, выполняемый в виде ГПТ

•LGE - обмотка возбуждения возбудителя;

•LGEE - обмотка подмагничивания.

В данном случае изображена схема, выполненная по принципу самовозбуждения.

19. Электромашинная система возбуждения (СВ) с возбудителем постоянного тока. Структурная схема. Схема и принцип работы измерительного органа, блока установки статизма. Понятие статизма.

Смотри билет 18 про электромашинную систему возбуждения

Рисунок 1 – Структурная схема с учётом реализации отдельных звеньев Для упрощения был исключён АГП и К.

•МУ - магнитный усилитель.

•БОС - блок обратной отрицательной связи.

•БУС - блок установки статизма.

•ИО - измерительный орган.

•FV - предохранители

•ТИ – управляемый автотрансформатор Предназначение:

•МУ - усиление тока подмагничивания;

•БООС - для реализации пропорционального закона регулирования;

•БУС - выполняет функцию задания статической характеристики АРВ.

•Данный АРВ выполняет функцию регулирования напряжения с компаундированием по току.

•ИО - выполняет функцию косвенного контроля напряжений на выводах СМ с учётом компаундирования.

• ТИ - выполняет функцию смещения установки

Рисунок 2 – Схема ИО

ИО реализуется на базе 2х-плечевого моста, содержащего линейные и нелинейные элементы.

Рисунок 3 – Физическая реализация БУС

Рисунок 4 – Астатическая (1) и статическая (2) характеристики регулирования

Аналитическое выражение статической характеристики, как прямой с некоторым наклоном, записывается в виде

= 0 − ,

где U0 – напряжение, поддерживаемое генератором при холостом ходе (уставка регулятора); s – статизм регулирования; Ip – реактивный ток генератора.

Уравнение можно записать в другом виде:

∆ = − 0 = ,

Астатическую характеристику можно рассматривать как частный случай, когда статизм равен нулю. При этом уравнение статической характеристики:

∆ = 0

Статизм регулятора напряжения – точность поддержания напряжения на выводах СМ:

∆= = ∆

За положительный статизм регулирования условно принимается статизм, при котором его характеристика наклонена в сторону положительных значений нагрузки. Статизм регулирования удобно выражать в относительных единицах

При ∆ =1 получим:

= ∆