Электрический центр качаний

При асинхронном режиме возникает скольжение, обусловленное разностью угловых скоростей вращения роторов генераторов энергосистемы и рассматриваемой электростанции.

Кроме того, при асинхронном режиме углы между эквивалентными ЭДС генераторов, работающих по концам электропередачи, изменяются. В функции углов изменяются и другие параметры электрического режима.

С какой частотой (скоростью) вращается вектор Е₁?

Пусть у выпавшего из синхронизма генератора скольжение S достигает 2 %, что составляет 1 гц от f_н = 50 гц. Следовательно, вектор Е₁ вращается со скоростью 1 гц в секунду по отношению к вектору напряжения системы.

Вследствие сброса активной мощности и возникновения небаланса мощности между моментом турбины и электромагнитным моментом генератора ротор генератора ускоряется, возрастает угол δ и наблюдается повышение частоты в отправной части энергосистемы, т.е. на генераторном конце.

Рис. 1

В приёмной части энергосистемы, в направлении которой прекратилась передача мощности, может возникнуть снижение частоты (из-за дефицита активной мощности), скольжение при этом будет:

Изменение напряжения по ЛЭП (рис.2), в которой возник асинхронный режим, будет определяться взаимным положением векторов эквивалентных ЭДС групп генераторов Е и U_c. Один из векторов (U_c) будет неподвижным, а второй (Е) вращающимся относительно него.

Рассмотрим несколько положений векторов соответствующих углу δ:

а) δ = 0.

Рис.2

При δ = 0˚ на линии установится определённое значение напряжения, близкое к номинальному.

При δ = 180˚ геометрическим местом концов векторов напряжения вдоль ЛЭП будет прямая, соединяющая концы Е₁ и Е₂. Для решения многих вопросов важно знать не расположение вектора напряжения, а величину его модуля, который располагается в области положительных напряжений (изображён штриховой линией).

В одной из точек сети при δ = 180˚ напряжение снижается до нуля. Эту точку сети 1 называют электрическим центром качания.

На некотором расстоянии от центра напряжение снижается достаточно глубоко.

Электрический центр качания однородной ЛЭП будет в середине ЛЭП, т.к. основная часть ЛЭП неоднородная, то электрический центр качания может быть смещён влево, вправо, или может находиться вне её, (в генераторах нагрузках и т.п.), место его может изменяться в процессе качаний.

Следовательно, потребители, расположенные в электрическом центре качания будут периодически попадать в режим, равносильный короткому замыканию (U=0), а устройства релейной защиты, работающие на основе замера эквивалентного сопротивления линии (дистанционные защиты), будут работать неверно, отключая неповреждённые участки линии.