- •Введение
- •1. Основные понятия и определения
- •Вопросы и задания для самопроверки
- •2. Статическая устойчивость электроэнергетических
- •2.2. Векторная диаграмма для явнополюсного синхронного генератора в простейшей электроэнергетической системе
- •2.3. Характеристика мощности при сложной связи генератора с приемной системой
- •2.4. Максимальные и предельные нагрузки
- •2.5. Требования, предъявляемые к режимам
- •2.6. Характеристики режимов простейшей электроэнергетической системы при синхронной скорости вращения генератора
- •2.7. Простейшая оценка устойчивости установившегося режима. Энергетический критерий
- •2.8. Практический критерий статической устойчивости для простейшей ээс
- •2.9. Практический критерий статической устойчивости для асинхронных двигателей
- •2.10. Коэффициенты запаса статической устойчивости
- •2.11. Общая характеристика и дифференциальные уравнения регулирования возбуждения генератора
- •Вопросы и задания для самопроверки
- •3. Динамическая устойчивость ээс
- •3.1. Допущения, принимаемые при анализе динамической устойчивости
- •3.2. Уравнение движения ротора синхронной машины
- •3.3. Оценка динамической устойчивости при переходе от одного режима к другому
- •3.4. Энергетические соотношения, характеризующие движение ротора генератора
- •3.5. Способ площадей и вытекающие из него критерии динамической устойчивости
- •3.6. Определение предельного угла отключения короткого замыкания
- •3.7. Определение предельного времени отключения аварии
- •3.8. Проверка устойчивости при наличии трехфазного или пофазного автоматического повторного включения лэп
- •3.9. Применение способа площадей при анализе действия автоматического регулирования
- •3.10. Условия успешной синхронизации
- •3.11. Способ площадей при исследовании устойчивости двух станций
- •3.12. Метод последовательных интервалов
- •3.13. Расчет динамической устойчивости систем с несколькими генераторными станциями
- •3.14. Динамическая устойчивость неявнополюсного генератора, работающего на шины бесконечной мощности
- •3.15. Динамическая устойчивость явнополюсного генератора при учете электромагнитных процессов
- •Вопросы и задания для самопроверки
- •4. Асинхронные режимы, ресинхронизация и результирующая устойчивость
- •4.1. Общая характеристика асинхронных режимов
- •В электроэнергетических системах
- •4.2. Возникновение асинхронного режима
- •4.3. Задачи, возникающие при исследовании асинхронных режимов
- •4.4. Параметры элементов электроэнергетических систем при асинхронных режимах
- •4.4.1. Генераторы
- •4.4.2. Первичные двигатели
- •4.4.3. Нагрузка
- •4.4.4. Линии электропередачи, сеть
- •4.5. Выпадение из синхронизма, асинхронный ход синхронных машин
- •4.6. Вхождение в синхронизм асинхронно работающих генераторов
- •4.7. Основные сведения об устройствах ликвидации асинхронного режима
- •4.8. Способы ликвидации асинхронных режимов в энергосистемах
- •4.9. Основные принципы выявления асинхронного хода
- •Вопросы и задания для самопроверки
- •5. Мероприятия по повышению надежности, улучшению устойчивости и качества переходных процессов ээс
- •5.1. Постановка задачи
- •5.2. Улучшение характеристик основных элементов электроэнергетической системы
- •5.3. Дополнительные устройства для улучшения устойчивости
- •5.4. Мероприятия режимного характера
- •Вопросы и задания для самопроверки
- •Библиографический список
4.5. Выпадение из синхронизма, асинхронный ход синхронных машин
Проанализируем процесс выпадения из синхронизма. При этом в исследуемом процессе будем различать три стадии: режим синхронных колебаний и переход от синхронного к асинхронному режиму; установившийся асинхронный ход; режим ресинхронизации. Рассмотрим эти процессы применительно к простейшей системе (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Схема системы
Предположим, что в этой системе отключилась одна из цепей ЛЭП.
Повторное включение отключившейся линии восстановило условия нормальной работы передачи. Однако полученный ротором генератора толчок оказался настолько велик, что генератор, ускоряясь, вышел из синхронизма. Исходя из предположения, что скольжение мало, и пренебрегая асинхронной мощностью, можно провести анализ при помощи метода площадей, приняв (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Выпадение из синхронизма и переход на асинхронный ход:
1 – режим синхронных колебаний; 2 – переходный режим от синхронного к асинхронному ;; 3 – установившийся асинхронный ход,
В переходном процессе площадка торможения 3′-4-5-3′ оказывается меньше площадки ускорения 1-2-3-3′-1. Ротор проходит участок 4-5, где на него действуют тормозящие силы; пройдя положение, отвечающее точке 5, он вновь получает ускорение, непрерывно увеличивающееся и становящееся значительным при достижении угла сдвига в 200–300 градусов. Скольжение обусловливает появление асинхронного момента. Пренебрежем пульсацией асинхронного момента, которая происходит с двойной частотой скольжения. В начальной части кривой .
Асинхронная мощность непрерывно возрастает с ростом скольжения. Эта зависимость представлена частью 7-7′ кривой Pас. Далее с ростом скольжения зависимостьприобретает вид, показанный на рис. 4.9.
Вместе с ростом скорости (увеличением скольжения) мощность турбины (кривая 5′-6) уменьшается под действием регулятора скорости турбины. Синхронная мощность во время рассматриваемого процесса будет пульсирующей:
.
Рис. 4.9. Изменение асинхронного момента СГ и момента турбины
при изменении скольжения
Являясь функцией скольжения, синхронная мощность будет в свою очередь влиять на него, вызывая пульсации. При некотором значении скольжения момент турбины уравновесится средним асинхронным моментом генератора=.
Установившийся асинхронный ход при отсутствии пульсаций будет характеризоваться асинхронным моментом , отвечающим значению скольжения. Однако, если выпавшая из синхронизма машина возбуждена, то, кроме взаимно уравновешивающих друг друга асинхронного момента и момента турбины на валу агрегата, при асинхронном ходе будет действовать также пульсирующий вращающий момент, вызывающий пульсации скольжения, изменяющегося отдо(рис. 4.10).
а
б
Рис. 4.10. Изменение режимных параметров:
а – синхронного момента; б –скольжения
Пульсации скольжения тем больше, чем больше синхронный момент.
Значение скольжения проходит через минимум при угле, близком к 180 градусам, если асинхронный момент и момент турбины малы; далее процесс повторяется периодически.