2. Устойчивость в электрических системах и методы ее исследования.

Устойчивость ЭС− это способность системы восстанавливать своё исходное состояние после какого-либо нарушения рабочего режима.

Различают три вида устойчивости:

• Статическая устойчивость: рассматриваться при малых отклонениях параметров режима от исходных;

• Динамическая устойчивость: рассматривается при больших отклонениях параметров режима;

• Результирующая устойчивость: рассматривается при кратковременном нарушении исходного режима; при дальнейшем восстанавливается нормальная синхронная работа под действием устройств системной автоматики.

Для обеспечения устойчивости система должна работать с некоторым запасом по устойчивости.

Для определения запаса устойчивости в ЭС необходим анализ устойчивости с определением критических параметров. Выбор устройств и мероприятий по обеспечению устойчивости− это задача управления переходным процессом.

Анализ статической устойчивости в общем случае основывается на первом методе Ляпунова. Для этого определяются корни характеристического уравнения исследуемой системы. В практике при исследовании устойчивости используются практические критерии устойчивости. Практические критерии устанавливают только наличие устойчивости или неустойчивости режима. В этом случае в системе отсутствует самораскачивание. Нарушение устойчивости будет происходить только при прохождении через ноль свободного члена характеристического уравнения.

Практические критерии неприменимы при выборе настройки устройств регулирования, системной автоматики, выявление самораскачивания.

Анализ динамической устойчивости проводится различными способами в зависимости от поставленной задачи. Простейший способ− это рассмотрение ЭС как системы консервативной, не имеющей потерь энергии. Этот способ применяется, когда ЭС состоит из одной станции, работающей на шины неизменного напряжения; или когда ЭС состоит из двух станций, работающих на общую нагрузку. В этом случае устойчивость определяется отношением энергий, отвечающих каждому циклу качаний роторов генераторов. Если ЭС неустойчива, то определяется угол расхождения векторов ЭДС генераторов и шин неизменного напряжения или взаимный угол расхождения векторов ЭДС двух генераторов.

Для настройки защит и устройств автоматики необходимо использовать методы численного интегрирования.

Расчеты по результирующей устойчивости в основном определяют условия и мероприятия по ликвидации асинхронного режима и восстановлению синхронной работы ЭС. Существуют два подхода в расчете устойчивости ЭС:

− при одновременном учете и изменений частоты f в системе и действия соответствующих регуляторов, а также определение движения ротора каждого генератора по отношению к некоторому генератору, вращающемуся с синхронной частотой;

−упрощенно, когда определяется только взаимное перемещение роторов генераторов.

Эти два подхода рассматривают устойчивость относительно координаты и устойчивость относительно траектории.

Для обеспечения статической устойчивости используются обычно АРВ сильного действия.

Для обеспечения динамической устойчивости требуется форсировка возбуждения; быстрое отключение аварийных участников; применение устройств АЧР и АРН (автоматическая разгрузка по напряжению); снижение передаваемой мощности.

Повышение результирующей устойчивости достигает в первую очередь регулированием мощности генераторов и АЧР потребителей.