Електропередачу на систему великої потужності

При різких змінах режиму роботи генератора електричної станції порушується рівновага між механічною потужністю турбіни та електричною потужністю, яку віддає генератор. Це відбувається тому, що перехід генератора в новий режим (при іншому куті ), визначений новим опором кола, не може відбутись раптово внаслідок інерції масивного ротора, що обертається.

При перехідних процесах, що протікають швидко, необхідно враховувати не синхронні реактанси машин, а перехідні або надперехідні – (останні – для генераторів, що мають заспокоювальні обмотки). Розглянемо випадок відмикання однієї лінії кола (див. рис. 14.1).

До відмикання другої лінії сумарний опір електропередачі складав

,

а після відмикання він буде

.

Через збільшення еквівалентного опору границя передаваної потужності зменшиться, і генератор і електростанції перейдуть з режиму роботи з кутовою характеристикою електромагнітної потужності 1 в режим з характеристикою 2, що має меншу амплітуду (рис. 14.3).

В перший момент після відмикання одного ланцюга лінії кут через інерцію масивних роторів залишиться незмінним, і генератори станції переходять у режим роботи, відповідний точці b з потужністю , а турбіни продовжують розвивати потужність , так як регулятори подачі енергоносія не встигають спрацювати. Під впливом надлишкового обертового моменту з боку турбін кути випередження роторів генераторів станції, що віддає енергію, зростуть до значення, яке відповідає новому режиму роботи при одному ланцюгові лінії. В момент находження роторів у стані, відповідному точці c, на-

Рисунок 14.3. Графік, що пояснює динамічну стійкість системи та правило площ

ступає рівновага потужностей турбін і генераторів. Одначе через інерцію генераторів ротори продовжують рух у відповідності з характеристикою 2. Починаючи з точки с, рух роторів сповільнюється так як гальмівний момент перевищує обертовий. В точці d зростання кута випередження роторів припиниться, після чого він почне зменшуватись до , що відповідає рівновазі потужностей.

Заштрихована область abc на рис.14.3 являє собою площу прискорення роторів передаючої станції, пропорційну кінетичній енергії, що запасена в роторах генераторів. Площа гальмування роторів cde в свою чергу відповідає енергії, поверненої ними в період сповільнення. Сказане дозволяє сформулювати правило площ: при хитаннях синхронної машини в перехідних режимах площа прискорення повинна дорівнювати площі гальмування .

Ясно, що запас динамічної стійкості визначається «невикористаною» площею def, котра буде тим більшою, чим вищий коефіцієнт запасу статичної стійкості в післяаварійному режимі (див. амплітуду кривої 2 на рис.14.3).

Критерієм динамічної стійкості є перевищення найбільшої можливої площі гальмування cdf над площею прискорення abc. Коефіцієнт запасу динамічної стійкості визначається формулою

. ()

Застосовуючи правило до заздалегідь побудованих кутових характеристик потужності нормального та післяаварійного режимів, можна графічно визначити місце розташування точки рівноваги c, а разом з тим і кут , відповідний новому положенні роторів відносно обертового поля системи.