2.2.5. Динамическая устойчивость сложных систем

Расчет динамической устойчивости сложных систем можно представить в виде следующего алгоритма:

1. Расчет нормального (предшествующего КЗ) режима электрической системы; результатами расчета являются ЭДС Е_i синхронных машин станций и взаимные углы между ними _ij.

2 Составление схем замещения обратной и нулевой последовательностей; расчет сопротивления шунта КЗ.

3. Расчет собственных и взаимных проводимостей для всех станций системы в аварийном и послеаварийном режимах.

Современные средства вычислительной техники позволяют с высокой точностью интегрировать уравнения движения агрегатов и получать зависимости изменения всех режимных параметров от времени для любых динамических изменений системы.

В момент отключения КЗ все собственные и взаимные проводимости ветвей меняются. Угловые перемещения роторов в первом интервале времени после отключения КЗ подсчитываются для каждой машины по выражению (2.8). В последующих интервалах расчет ведется по алгоритму, изложенному выше.

Расчет динамической устойчивости сложных систем выполняется для определенного времени отключения КЗ и продолжается до тех пор, пока не будет установлен факт нарушения устойчивости или ее сохранения. Если хотя бы один взаимный угол неограниченно растет, то система считается динамически неустойчивой. Если все взаимные углы имеют тенденцию к затуханию около новых значений, то система устойчива.

2.2.6. Результирующая устойчивость

Рассмотрим процесс выпадения генератора из синхронизма и возможность восстановления его параллельной работы с приёмной системой.

Выпадение генератора из синхронизма сопровождается повышением скорости вра­щения ротора, так как в начале процесса на ротор действует ускоряющий из­быточный момент, равный разности момента турбины М_т и синхронного момента генератора М_с (рис. 2.8, а).

Дальнейшее повышение скорости ротора генератора определяется разностью между моментом турбины и асинхронным моментом М_ас, обусловленным скольжением ротора генератора относительно поля статора. Момент турбины М_т под действием регулятора скорости снижается до величины М_т, скорость вращения агрегата ω_уст устанавливается при равенстве асинхрон­ного момента М_ас и момента турбины М_т (рис. 2.8,б). Синхронный момент при этом не оказывает на процесс существенного влияния, так как его среднее значение за один проворот ротора равно нулю.

а) б)

Рис. 2.8. Изменение моментов агрегата генератор-турбина при выпадении из синхронизма (а) и асинхронном ходе (б)

Однако наличие возбуждения генератора создает значительные по величине колеба­ния токов, напряжения и мощности, и поэтому при возникновении асинхронного хода возбуждение генератора отключают (гасят поле ротора). Затем агрегат разгружают путем уменьшения подачи энергоносителя в турбину. Под действием возникающего при этом избыточного тормозного момента скорость ротора агрегата постепенно умень­шается. Снижение скорости происходит до тех пор, пока не будет достигнуто скольжение 1-2 %. После этого подается возбуждение, генератор втягивается в синхро­низм, а затем набирается требуемая нагрузка. В таком случае считают, что система обладает результирующей устойчивостью.