19. Виды нарушения устойчивости нерегулируемой системы. Сползание режима, самораскачивание и самовозбуждения.
Частный случай, когда в системе предполагается отсутствие регулирования возбуждения и не учитывается переходные процессы, представляют интерес для выяснения влияния этих факторов на предел передаваемой мощности. Учтем демпферный момент упрощенно (Рd). В этом случае переходной процесс в системе будет описываться одним нелинейным ДУ второго порядка:
Tj∙P2∙δ+Pd∙Pδ=Pт-Рэ;
Рт=Ро-Рм∙sinδo – мощность турбины.
Рэ=Рм∙sinδ–эл.магн.мощность генератора
Раскладываем Рм∙sinδ в ряд Тейлора по малой величине ∆δ в окрестности δо . После преобразования полученной лианелизацией, по первому приближению диф. уравнения.
Tj∙P2∙∆δ+Pd∙P∆δ+Сi∙∆δ=0.
Решение ∆δ=А1еР1t+А2еР2t ;
Характеристическое уравнение:
Tj∙P2+Pd∙p+Ci=0
имеет два корня Р1,2=±jΨ+α,
где – собственная частота колебаний ротора генератора.
α=-(Рd/2Tj) – определяет затухание. При С<0 оба корня характеристического уравнения-действительны и один из них всегда положительный ; при всяком возмущении в системе будет происходить апериодическое нарастание угла. Угол δо = 90 – является приделом статической устойчивости, границей разделения двух видов движения : колебательное при δо < 90 и апериодическое при δо > 90. При δо > 90 в системе происходит апериодическое нарушение статической устойчивости –это называется сползанием режима(изменение параметров режима). Область, где Сi >0 – сектор, где незатухающие колебания перейдут в затухающие. Условие Сi >0 – отвечает практическому критерию устойчивости dP/dδ=0. Проведенное исследование не является полным – т.к. не рассматривается нарушение устойчивости, имеющее специфическое характер самораскачивания и самовозбуждения. Такие нарушения могут наступать при наличии в сети или заметного активного сопротивления (x/r>0,05), или емкости(-ТdI) в первом случае возникнут установившиеся или нарастающие колебания ; во втором происходит самопроизвольный рост тока и напряжения генераторов, потребляющих емкостную (-Q) реактивную мощность – самовозбуждения может происходить при подключении генератора к ненагруженной (отключенной от системы ) ЛЭП. В действительности нарастание тока будет ограниченно насыщением магнитных цепей генератора и трансформатора. Нарастание тока будет сначала монотонно(синхронное самовозбуждение) и асинхронное самовозбуждение – сопровождаться биением.
20. Понятие динамической устойчивости системы. Основные допущения при упрощенном анализе.
Электрическая система, обеспечивающая своим нормальным функционированием работу промышленности, трансформатора, быта населения, должна работать надежно. Основным условием надежной работы является ее устойчивость – способность системы восстановить свое исходное состояние.
Различают
два вида устойчивости: статическую
устойчивость и динамическую устойчивость,
рассматриваемую при больших (обычно
нелинейных) отклонениях параметров n
часто сопровождающихся изменениями
конфигурации и параметров электрической
системы и значений их параметров.
Различают два вида динамической устойчивости: синхронную устойчивость – сохранение режима при больших колебаниях, но без поворота ротора генератора (180 – 360 градусов);
результирующую устойчивость – восстановление режима после кратковременного нарушения (работа генератора несинхронно), но при восстановлении нормальной синхронной работы после нескольких поворотов ротора. Это восстановление может происходить самостоятельно в силу внутренних свойств системы и под действием специальных устройств системной автоматики.
Для обеспечения устойчивости система должна работать с некоторым запасом, характеризуемым коэффициентом запаса Кз, т.е. при таких параметрах режима которые отклоняются в Кз>1 от критических – тех при которых может произойти нарушение устойчивости. Для определения Кз в данной системе параметры которой известны, и для выбора мероприятий, улучшающих устойчивость, необходим анализ (расчеты) устойчивости с определением критических параметров.
