2. Уравнение движение ротора генератора

Рис. 1. К определению уравнения движения ротора СГ

Пусть в результате небольшого возмущения изменился угол δ на величину Δδ<0. При этом мощность генератора уменьшится на величину ΔP.

Мощность турбины P₀ в первый момент времени остается неизменной и появляется избыток мощности ΔP, обусловленный разностью мощностей турбины и генератора.

Избыток мощности ΔP сообщает ротору некоторое ускорение α. Значение этого ускорения пропорционально избыточной мощности ΔP и обратно пропорционально постоянной инерции T_j

 (1)

где - постоянная инерции. = .

Чем больше постоянная инерции, тем медленнее растет скорость ротора под действием избыточной мощности.

Ускорение α в этом уравнении представляет собой вторую производную угла δ по времени, т.е.

 (2)

Что же касается величины ΔP, то она представляет собой разность между мощностью турбины и мощностью, отдаваемой генератором в сеть,

 (3)

Таким образом, выражение (1) с учетом (2) и (3), можно записать в следующем виде:

Решение этого уравнения в форме δ=f(t) дает картину изменения угла во времени и позволяет установить, остается ли машина в синхронизме или под действием возрастающих колебаний угла δ выходит из синхронизма. Необходимо определить затухающий или возрастающий характер носит изменение δ во времени.

Рис. 2. К анализу изменения угла δ во времени. Сохранение устойчивости.

3. Компенсирующие устройства для вл свн.

Различают следующие компенсирующие устройства (КУ): синхронные компенсаторы (СК), параллельно включаемые батареи силовых конденсаторов (БСК), шунтирующие реакторы (ШР).

Синхронный компенсатор (СК) представляет собой синхронный двигатель облегченной конструкции, работающий только в режиме холостого хода. При работе в режиме перевозбуждения СК являет­ся генератором реактивной мощности. Наибольшая мощность СК в этом режиме называется его номинальной мощностью. При работе в режиме недовозбуждения СК является потребителем реактивной мощности.

СК потребляет относительно небольшую активную мощность, вызванную лишь потерями в статоре и роторе и трени­ем в подшипниках.

Основное достоинство СК — то, что при аварийном понижении напряжения в сети он способен увеличить выдаваемую реактивную мощность, особенно при автоматическом форсировании возбужде­ния, что способствует повышению напряжения в сети. Следова­тельно, СК обладает положительным регулирующим эффектом. Другим достоинством СК является возможность его работы в режиме потребления реактивной мощности и плавность регулирования изменения мощностьи. Таким образом, в одном агрегате совмещены возможности и конденсатора и реактора.

Необходимость в потреблении реактивной мощности возникает в часы малых нагрузок, когда воздушные линии напря­жением свыше 330 кВ резко увеличивают генерацию реактивной мощности вследствие повышения напряжения, что в свою очередь повышает его еще более. В режиме недовозбуждения СК подобен катушке индуктивности (реактору), включенной параллельно ем­костной проводимости воздушной линии, потребляющей избыточ­ную реактивную мощность и тем самым стабилизирующей напряжение.

Синхронный компенсатор является дорогим компенсирующим устройством и по капиталовложениям, и по потерям активной мощности. Применяют его в энергосистемах для обеспечения устойчивости их работы в послеаварийных режимах. В нормальных режимах загрузка компенсатора по реактивной мощности определяется максимальным снижением потерь активной мощности и электроэнергии. Устанавливают СК обычно на концевых и промежуточных подстан­ция напряжением 220, 330 и 500 кВ.