2. Динамическая устойчивость

Электроэнергетическая система динамически устойчива, если при ка­ком-либо сильном возмущении сохраняется синхронная работа всех ее элементов. При исследовании устойчивости необходимо определить, как поведет себя система в экстремальных условиях и какие меры следует принять, чтобы избежать нежелательных последствий.

Для выяснения принципиальных положений динамической устойчиво­сти рассмотрим явления, происходящие при внезапном отклю­чении одной из двух параллельных цепей ЛЭП (рис.2.1,а). Результирую­щее сопротивление в нормальном режиме определяется выражением

х_dрез1 = х_d + х_тр1 + х_л/2 + х_тр2, (2.1)

а после отключения одной из цепей – выражением

х'_dрез2 = х'_d + х_тр1 + х_л + х_тр2. (2.2)

Рис. 2.1.Схема электропередачи (а) и схемы ее замещения (б, в)

Рис. 2.2. Угловые характеристики мощности генератора

при отключе­нии одной цепи ЛЭП

Рис. 2.3. Неустойчивый (а) и устойчивый (б) режимы работы системы

Так как х'_dрез2 > х'_dрез1, то справедливо отношение

Р_max2 = Е'U_с /х'_dрез2 < Р_max2 = Е'U_с /х'_dрез1. (2.3)

Из (2.3) следует, что при неизменных Е', Uс и изменении х'_dрез макси­мальное значение передаваемой мощности меняется.

При внезапном отключении одной из цепей ЛЭП ротор не успевает из-за инерции мгновенно изменить угол δ. Поэтому режим будет характе­ризоваться точкой b на другой угловой характеристике генератора – харак­теристике 2 на рис. 2.2. После уменьшения его мощности возникает избы­точный ускоряющий момент, под действием которого угловая скорость ротора, а следовательно, и угол δ увеличиваются. С увеличением угла мощность генератора возрастает по характеристике 2.

В процессе ускорения ротор генератора по инерции проходит точку с, после которой его вращающий момент становится опережающим. Ротор начинает затормаживаться, и начиная с точки d его угловая скорость уменьшается. При этом возникают затухающие колебания вокруг нового установившегося режима, соответствующего точке с. Если угловая ско­рость ротора возрастает до значения, соответствующего точке е или дру­гим точкам на нисходящей части характеристики Р = ƒ (δ), то генератор выпадает из синхронизма.

Следовательно, об устойчивости системы можно судить по измене­нию угла δ во времени. Изменение δ, показанное на,а, рис.2.3соответст­вует устойчивой работе системы. При изменении δ по кривой, изображен­ной на рис.2.3,б, система неустойчива.

Рассмотрим переходный процесс при КЗ одной из цепей ЛЭП с по­следующим ее отключением (рис.2.4,а). Схемы замещения электропере­дачи для нормального и послеаварийного режимов показаны соответст­венно на рис.2.4, б и в.

Рис.2.4. Схема электропередачи (а) и схемы ее замещения для

нор­мального (б) и послеаварийного режимов (в)