Мероприятия по повышения устойчивости электрических систем

Мероприятия, основанные на улучшении параметров элементов электрической системы. Генераторы. Параметры генераторов оказывают существенное влияние как на статическую, так и на динамическую устойчивость. При использовании на генераторах АРВ с зоной нечувствительности на статическую устойчивость влияет синхронное индуктивное сопротивление x_d на динамическую – переходное сопротивление x’_d и постоянная инерция T_j. Постоянная инерции существенно влияет на динамическую устойчивость машины. Чем больше T_j (тяжелее машина), тем медленнее изменяется скорость ее ротора под действием избыточного момента. Это увеличивает предельно предельно допустимое время существования аварийного режима, повышая устойчивость системы. Скорость подъема возбудителя значительно влияет на уровень динамической устойчивости. У «быстроотзывчивых» систем возбуждения относительная величина dU_B/dt доходит до 6..8, составляя несколько киловольт в секунду. Следовательно, для повышения уровня динамической устойчивости необходимы высокий потолок и большая скорость подъема напряжения. Трансформаторы. Параметры трансформаторов не оказывают существенного влияния на устойчивость электрических систем. Выключатели. Быстрое отключение КЗ имеет решающее значение для улучшения динамической устойчивости. Время отключения КЗ складывается из собственного времени времени выключателя t_в и времени действия релейной защиты:

T_отк=t_в+t_р.з.

Уменьшение времени отключения КЗ увеличивает запас динамической устойчивости.

Линии электропередачи. Параметры линий и их номинальное напряжение оказывают существенное влияние на устойчивость системы. Индуктивное сопротивление линии может быть снижено расщеплением проводов, применяемым с целью уменьшения потерь на корону. Расщепление фазы на три провода (ВЛ 500 кВ) уменьшает реактивное сопротивление линии на 25..30%. Уменьшить индуктивное сопротивлении линии можно, применяя продольную компенсацию реактивного сопротивления ВЛ, которая осуществляется последовательным включением в линию статических конденсаторов. При этом эквиватентное сопротивление линии (без учета распределенности параметров) определяется как

x_экв=x₀l-x_c.

Чем больше сопротивление конденсатаров x_c тем выше степень компенсации параметров линии и, следовательно, выше предел передаваемой мощности электропередачи, в состав которой входит компенсированная линия. Для повышения пропускной способности дальних электропередач применяются промежуточные синхронные компенсаторы и управляемые конденсаторы. В ЭС источниками электрической энергии обычно являются синхронные генераторы, связанные между собой электрически общей сетью, причём роторы всех генераторов вращаются синхронно; такой режим, называется нормальным, установившимся, должен быть устойчив, т. е. ЭС должна возвращаться в исходное (или практически близкое к нему) состояние всякий раз после отклонений от установившегося режима. Отклонения могут быть связаны, например, с изменением мощности нагрузки, короткими замыканиями, отключениями линий электропередачи и т.п. Устойчивость системы, как правило, уменьшается при увеличении нагрузки (мощности, отдаваемой генераторами) и понижении напряжения (росте мощности потребителей, снижении возбуждения генераторов); для каждой ЭС могут быть определены некоторые предельные (критические) значения этих или связанных с ними величин, характеризующих предел устойчивости. Надёжное функционирование ЭС возможно, если обеспечен определённый запас устойчивости ЭС, т. е. если параметры режима работы и параметры самой ЭС достаточно отличаются от критических. Для обеспечения Устойчивость электрической системы предусматривают ряд мероприятий, таких, как обеспечение должного запаса устойчивости при проектировании ЭС, использование автоматического регулирования возбуждения генераторов, применение противоаварийной автоматики и т.д. При анализе Устойчивость электрической системы различают статическую, динамическую и результирующую устойчивость. Статическая устойчивость характеризует Устойчивость электрической системы при малых возмущениях, т. е. таких возмущениях, при которых исследуемая ЭС может рассматриваться как линейная. Изучение статической устойчивости проводится на основе общих методов, разработанных А. М. Ляпуновым для решения задач об устойчивости. В инженерной практике исследование Устойчивость электрической системы иногда проводят упрощённо, ориентируясь на практические критерии устойчивости, определяющие её наличие или отсутствие при некоторых вытекающих из практики допущениях (например, о невозможности т. н. самораскачивания системы, о неизменности частоты электрического тока в системе и др.). При исследовании статической устойчивости применяют цифровые и аналоговые вычислительные машины. Динамическая устойчивость определяет поведение ЭС после сильных возмущений, возникающих вследствие коротких замыканий, отключении линий электропередач и т. и. При анализе динамической устойчивости (система, как правило, рассматривается как нелинейная) возникает необходимость интегрировать нелинейные трансцендентные уравнения высоких порядков. Для этого применяют аналоговые вычислительные машины и т. н. расчётные модели переменного тока; наиболее часто создают специальные алгоритмы и программы, позволяющие производить расчёты на ЦВМ. Состоятельность составленных программ проверяется сопоставлением результатов расчётов с результатами экспериментов на реальной ЭС либо на физической (динамической) модели ЭС. Результирующая устойчивость характеризует Устойчивость электрической системы при нарушении синхронизма части работающих генераторов. Последующее восстановление нормального режима работы происходит при этом без отключения основных элементов ЭС. Расчёты результирующей устойчивости производятся весьма приближённо (из-за их сложности) и имеют целью выявить недопустимые воздействия на оборудование, а также найти комплекс мероприятий, ведущих к ликвидации асинхронного режима работы ЭС.
Статическая Устойчивость электрической системы может быть повышена в основном использованием сильного регулирования, динамическая – форсированием возбуждения генераторов, быстрым отключением аварийных участков, применением специальных устройств для торможения генераторов, отключением части генераторов и части нагрузки. Повышение результирующей устойчивости, обычно рассматриваемое как повышение живучести ЭС, достигается в первую очередь регулированием мощности, вырабатываемой выпавшими из синхронизма генераторами, и автоматическим отключением части потребителей (автоматической разгрузкой ЭС).

Поиск по сайту: