5. Асинхронные режимы в электрических системах.

Асинхронными называют такие режимы работы генератора или двигателя, при которых скорость вращения роторов значительно отклоняется от синхронной Л,5, с.250.

К асинхронным режимам относятся:

• работа синхронной машины после её выпадения из синхронизма;

• асинхронный пуск двигателей или синхронных компенсаторов;

• самозапуск двигателей.

Асинхронный режим может возникнуть в результате нарушения динамической устойчивости из-за потери возбуждения СМ. В асинхронном режиме вектор ЭДС СМ, выпавшей из синхронизма, вращается относительно вектора ЭДС машин, работающих синхронно.

Как только скорость ротора станет отличаться от синхронной, появляется скольжение, растущее с увеличением разности скоростей. Скольжение обуславливает появление асинхронного момента, который зависит от напряжения на зажимах генератора и его параметров. Если выпавшая из синхронизма машина возбуждена, то кроме взаимно уравновешивающих друг друга асинхронного момента и момента турбины на вал генератор-турбина будет действовать также синхронный вращающий момент. Этот знакопеременный момент вызывает периодическое изменение скорости вращения ротора в асинхронном режиме, а следовательно, и пульсации скольжения около своего среднего значения.

Для большинства СМ асинхронный режим не представляет опасность, но существует опасность нарушения устойчивости остальной части системы, в которой мощный генератор работает асинхронно. В этом режиме генератор потребляет из системы значительную реактивную мощность. Это приводит к увеличению тока статора, но так как предельная величина тока ограничена, то ограничивается активная мощность генератора (до 30-70% номинальной мощности). Это приводит к дефициту активной мощности в системе, что является существенным недостатком асинхронного режима.

Возможность работы в асинхронном режиме и её длительность ограничены опасностью повреждения самого генератора: турбогенератору разрешается работать в асинхронном режиме 15-30 минут, гидрогенератору – несколько минут.

Восстановление нормальной работы возможно без отключения от сети выпавшего из синхронизма генератора. Можно оставить его на некоторое время в асинхронном режиме, а затем заставить войти в синхронизм, осуществив ресинхронизацию (регулируя надлежащим образом скорость и момент турбины, ток возбуждения).

Восстановление синхронного режима СД производится для ответственных механизмов, сохранение которых в работе необходимо по условиям техники безопасности или технологии производства. Оно может осуществляться разными способами:

• ресинхронизацией;

• ресинхронизацией с автоматической разгрузкой рабочей машины (если она допустима) до уровня, при котором обеспечивается втягивание двигателя в синхронизм;

• отключением двигателя и повторным его автоматическим пуском.

6. Мероприятия по улучшению устойчивости

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

Повысить уровень устойчивости электрической системы можно изменением параметров её элементов, параметров её режима или введением дополнительных устройств Л.5, с.257. При этом необходимо учитывать следующие условия и ограничения:

• изменение параметров основных элементов не должно приводить к ухудшению нормального режима работы системы и его экономичности;

• применение устройств для улучшения устойчивости должно сопровождаться сопоставлением его стоимости и ущерба от нарушения того вида устойчивости, для которого оно предназначено. При выборе мероприятия по повышения устойчивости необходимо технико-экономическая оценка предлагаемого варианта.

Уменьшение времени отключение КЗ имеет решающее значение для улучшения запаса динамической устойчивости. Время отключения КЗ складывается из собственного времени выключателя t_в и времени действия релейной защиты t_р.з:

T_откл = t_в + t_р.з. .

Современные воздушные выключатели имеют собственное время (с момента подачи импульса от защиты до расхождения контактов и погасания дуги) в пределах 0,06  0,08 с. Быстродействующая релейная защита срабатывает за 0,02  0,04 с. Сл-но, время отключения КЗ должно приниматься равным 0,1  0,12 с. Возможно, в дальнейшем это время сократится до 0,05  0.08 с, но в этом случае надо тщательно проверять влияние переходных процессов на действие релейной защиты.