ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ:

«УСТОЙЧИВОСТЬ УЗЛОВ НАГРУЗКИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»

Введение

Предмет изучения - это установившиеся и переходные режимы.

1. Нормальные установившиеся режимы.

2. Нормальные переходные процессы.

3. Аварийные, как переходные, так и установившиеся режимы.

4. Послеаварийные режимы.

Статическая устойчивость – это способность системы сохранять исходный режим при воздействии малых возмущений или режим, близкий к исходному, если возмущение не снято.

Статическая устойчивость должна обеспечиваться всегда в нормальном режиме.

В ид возмущения.

Величина возмущения. Не интересует.

Время возмущения.

Место возмущения.

Рисунок.1Определение устойчивости.

Динамическая устойчивость- это свойство системы сохранять режим близкий к исходному при больших возмущениях.

При анализе динамической устойчивости интересует:

- Вид возмущения

- Величина возмущения.

- Время возмущения.

- Место возмущения.

Анализ динамики - это анализ аварийных ситуаций.

Результирующая устойчивость – это способность системы сохранить режим близкий к исходному после кратковременного асинхронного режима.

П. генератор выпал из синхронизма.

Всё, что будет говориться о генераторах, будет относиться и к двигателю.

Режим системы - это численная характеристика состояния системы, характеризуемая некоторыми параметрами режима (I,U,S).

Связь между параметрами определяется коэффициентами.

Параметры системы – это численные характеристики элементов системы

Пример.

r(T₀) – нелинейность параметров системы.

Х_м(i_м) – нелинейность параметров системы.

Их, как правило, учитывать не будем.

- нелинейность параметров режима. Необходимо учитывать.

Иногда эта нелинейность сильно мешает.

Рисунок.2Линеаризация статической характеристики

Условия существования режима (установившегося):

1. Баланс мощностей:

При одном и том же U.

Это говорит о пересечении характеристик генератора и нагрузки.

Пример.

Рисунок.3 Расчётная схема.

Рисунок.4 Баланс активной мощности.

Рисунок.5 Баланс реактивной мощности.

Уменьшим R

При уменьшении P необходимо уменьшить возбуждение генератора , тогда при обеспечивается режим.

2. Статическая устойчивость (необходимое условие).

3. Удовлетворительные качества переходного процесса.

Рисунок.6 Характер переходных процессов.

4. Экономичность мероприятий по обеспечению предыдущих требований.

П. Замена медных проводов на серебряные.

Классификация переходных процессов

1. По скорости протекания процессов.

2. По величине возмущений и видам возмущающих воздействий.

а) Анализ статической устойчивости (малые возмущения).

б) Анализ динамической устойчивости.

3. По математическим допущениям.

Линейная.

Рисунок.7 Переходной процесс в линейной системе.

Реальная (нелинейная):

Рисунок.8 Переходной процесс в нелинейной системе.

При малых и больших возмущениях в линейных системах процессы проходят одинаково. 4. По структуре исследуемой системы.

а) Позиционная.

Описывается статическими характеристиками.

.

б) Динамическая.

Описывается динамическими характеристиками.

, …).

Глава.1 Статическая устойчивость.

1.Синхронные машины.

Машина при сохранении устойчивости должна остаться синхронной.

Угловая характеристика мощности простейшей нерегулируемой системы.

1. Машина неявнополюсная (турбогенератор).

2. Не будем учитывать

3. Машина без АРВ.

4. Система ,

Пример.

Рисунок.1.1 Расчётная схема.

Схема замещения:

Рисунок.1.2 Схема замещения.

Рисунок.1.3 Преобразование схемы замещения.

Рисунок.1.4Результирующая схема замещения.

Рассмотрим векторную диаграмму генератора. Нерегулируемая система.

Рисунок.1.5Векторная диаграмма.

;

;

- при постоянстве ЭДС.

Рисунок.1.6 Угловая характеристика мощности.

,

– мощность развиваемая турбиной(для двигателя мощность нагрузки).

– нагрузочный режим.

Угловая характеристика мощности синхронной машины.

Рисунок.1.7 Угловая характеристика мощности генератора.

% - коэффициент запаса динамической устойчивости. ( Не менее 30%).

Практический (прямой) критерий устойчивости.

Рисунок.1.8 Анализ статической устойчивости.

Точка ускорение.

. (+) . (+)

Система вернется в точку из-за торможения ;

торможение.

генератор ускорится и вернется в точку так как < => таким образом точка является точкой устойчивого режима.

Рассмотрим теперь точку :

Точка - машина разгоняется и теряет устойчивость т.к. .

Точка - машина будет тормозиться т.к. , потеряет устойчивость, переход к точке .

Режим работы в точке не устойчив, а значит, невозможен.

;

(*) – практический или прямой критерий устойчивости.

(*) Критерий устойчивости, если больше нуля, то (генератор, система) устойчива, если меньше нуля, то система не устойчива в точках исходного режима.

Пример. P₀=const.

C₁= >0 – система устойчива.

Рисунок.1.9 Зона устойчивости.

90⁰> > -90⁰ - зона устойчивости при P₀= const.

C₁>0 – синхронизирующая мощность.

П. Рассмотрим обобщающий случай:

Рисунок.1.10 Пример использования практического критерия устойчивости.

1-устойчива.

2-неустойчива.

3-устойчива.

4-неустойчива.

>0;

Угловые характеристики регулируемых систем (упрощенные) и динамическая угловая характеристика мощности.

Генератор сильного действия.

;

, где - динамическая. Рисунок.1.11 Схема синхронной машины.

Рисунок.1.12 Векторная диаграмма явнополюсной синхронной машины.

Для регулятора пропорционального действия

- универсальная угловая характеристика мощности.

Таблица.1.1 Таблица регуляторов и их величин.

Без АРВ
АРВ пропорционального действия
АРВ сильного действия		0
Динамические характеристики

Пример.

.

=400 км.

=0.4 Ом/км.

.

;

Потребности > 2 ГВт; Возможности Омск > 1 ГВт.

Новосибирск 1 ЛЭП – 500 КВ. ГВт. l=600 км.

Рисунок.1.13 Схема энергосистемы.

Урал 1 ЛЭП ГВт.

l=800 км.