Переходные процессы в электроэнергетических системах Часть 2

3.84M

Category:

electronics

Переходные процессы в электроэнергетических системах. Часть 2. Лекция № 1

1. Переходные процессы в электроэнергетических системах Часть 2

Лекция № 1

2.

Список рекомендуемой литературы
1. В. К. Щабад. Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических
системах: Учеб. пособие : М. : Академия, 2013. – 192 с.
2. Ю. А. Куликов. Переходные процессы в электроэнергетических системах: Учебное
пособие для студентов ВУЗ-ов. М.: ОМЕГА-Л, 2013. – 384 с.
3. В. А. Веников. Переходные электромеханические процессы в электрических
системах. Учебник. М.: Высш. Шк., 1985. 536 с.
2

3.

Основные понятия и определение устойчивости
Параметры ЛЭП
3
В установившемся режиме работы энергосистемы изменение его
параметров обусловлено:
1) изменением нагрузки и реакцией на эти изменения регулирующих
устройств;
2) изменениями схемы коммутации системы;
3)
включением
и
отключением
отдельных
генераторов
или
изменением их мощности;
Это
малые
возмущения, при которых система
должна
быть
устойчивой.
Статическая
устойчивость
ЭС
–
способность
системы
восстанавливать исходный (или близкий к исходному) режим после
малого его возмущения;

4.

Основные понятия и определение устойчивости
Параметры ЛЭП
Динамическая
устойчивость
ЭС
–
способность
4
системы
возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после
большого возмущения (аварийные отключения, КЗ и т.п.).
Режим, при котором малое увеличение нагрузок вызывает нарушение
его устойчивости, называется предельным, а соответствующие ему
нагрузки
–
предельными
нагрузками
по
условиям
статической
устойчивости
Различают ограничения по нагреву, уровню напряжения, напряжению
короны и т.п.
Пропускной способностью элемента ЭС называют наибольшую
мощность, которую можно передавать через элемент с учетом всех
ограничивающих факторов (нагрева, устойчивости, напряжения и т.п.).

5.

Основные понятия и определение устойчивости
Параметры ЛЭП
5
При рассмотрении электромеханических ПП ЭС рассматривают как
позиционную.
Позиционная система – система, в которой параметры режима
зависят
от
текущего
состояния,
взаимного
положения
роторов
генераторов и двигателей независимо от того, как было достигнуто это
состояние.
Режим, который наступает после ПП, должен иметь достаточный
запас устойчивости по какому-либо параметру.
Величина
отклонения,
устойчивость,
при
определяет
коэффициентом запаса.
которой
запас
система
еще
устойчивости,
сохраняет
выражаемый

6.

Основные понятия и определение устойчивости
Параметры ЛЭП
Коэффициент запаса по напряжению
по мощности
6

7.

7
Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
Простейшая система – система, в которой одиночная
электростанция (эквивалентный генератор) G связана с системой S
трансформаторами T-1, T-2 и линиями L1, L2, через которые
передается мощность от этой станции в систему.
Суммарная мощность станций
системы
превышает
во
много
раз
мощность
эквивалентного генератора, т. о.
напряжение на шинах системы S
неизменно в любых режимах.

8.

8
Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры
ЛЭП
В неявнополюсных синхронных
машинах
СМ воздушный зазор имеет
одинаковую ширину, поэтому продольное и поперечное синхронные
индуктивные сопротивления равны (xd = xq)
Напряжение на зажимах машины определяется как разность Eq и
падения напряжения, обусловленного произведением полного тока I
(I=Id+Iq) на синхронное индуктивное сопротивление xd.

9.

9
Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
В диаграмме электропередачи в простейшей системе полный вектор
тока нагрузки I заменен его действительной (Iа) и мнимой (Iр)
составляющими*, а сопротивление xd – на суммарное приведенное
сопротивление xdΣ, получаемое из схемы замещения простейшей
системы (рис. 1.4).
*Действительная ось, при этом,
направлена по напряжению системы

10.

Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
Из диаграммы следует равенство
10
Умножив обе части (1.4) на U/xdΣ получим выражение для активной
мощности,
выдаваемой
генератором
в
систему
(в
о.е.)
–
характеристику мощности генератора
При постоянных ЭДС генератора E и напряжении на шинах системы
U угол поворота генератора (угол сдвига δ) определяется только его
активной мощностью, зависящей от мощности турбины.

11.

Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
11

12.

Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
12
При определенных значениях ЭДС и напряжения характеристика
принимает максимальное значение*
*Идеальный предел

13.

Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
А.
Положительному
Точка
приращению
мощности
соответствует
+DP
положительное
приращение угла +Dδ.
При
увеличении
мощности
генератора
на
валу
возникает
избыточный
тормозящий
момент,
преобладающий
над
вращающим
моментом турбины.
Ротор
генератора
замедляться,
начинает
что
вызывает
перемещение ротора и связанного с
ним
вектора
ЭДС
уменьшения угла δ.
в
сторону
13

14.

Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
Б.
Отрицательному
Точка
приращению
мощности
соответствует
-DP
положительное
приращение угла +Dδ.
При
уменьшении
мощности
генератора
на
валу
возникает
избыточный
ускоряющий
момент,
который увеличивает угол δ.
С ростом этого угла мощность, в
соответствии с (1.5), падает, что еще
больше
увеличивает
момент.
Возникает
синхронизма.
ускоряющий
выпадение
из
14

15.

15
Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
Точка А – точка устойчивого равновесия моментов турбины и
генератора, точка Б - неустойчивого. Граница зон устойчивости –
идеальный предел мощности.
Т.о. формальным признаком (критерием) статической устойчивости
служит знак приращения (производной) мощности к приращению угла

16.

16
Статическая устойчивость простейшей системы
Параметры ЛЭП
Увеличение мощности турбины от значения P0 до P0/ приводит к
возрастанию угла ротора до значения δ0/ и уменьшению запаса
устойчивости (см. рис. 1.6).
Запас
устойчивости
электропередачи,
связывающей
станцию
с
системой, должен быть не менее 20% в нормальном режиме и 8% в
кратковременном послеаварийном
Т.о., в соответствии с (1.2). текущее значение мощности P0,
развиваемой турбиной, в этих режимах должно составлять не более
83% и 93% идеального предела PMAX, соответственно.

17. Переходные процессы в электроэнергетических системах Часть 2

Лекция № 2

33. Переходные процессы в электроэнергетических системах Часть 2

Лекция № 3

48. Переходные процессы в электроэнергетических системах Часть 2

Лекция № 4

65. Переходные процессы в электроэнергетических системах Часть 2

Лекция № 5

75. Переходные процессы в электроэнергетических системах Часть 2

Лекция № 7