![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Оценка результирующей устойчивости
Практически важное значение имеют режимы работы электрических систем при больших отклонениях угловой скорости роторов генераторов или двигателей от синхронной. К таким режимам, например, относятся: работа синхронной машины на шины, где скорость ω 0 отлична от скорости ω этой машины; ресинхронизация после нарушения устойчивости; самосинхронизация генераторов, автоматическое повторное включение с самосинхронизацией (АПИС) или без контроля синхронизма (АПВбС); асинхронный пуск двигателей и компенсаторов; самозапуск двигателей. Все эти режимы, по различным причинам возникающие в системе, называются асинхронными. Для асинхронных режимов характерно периодическое изменение вектора эдс хотя бы на угол, больший 360˚. Возникновение асинхронного режима. Причины появления асинхронного режима генератора или части (группы генераторов) могут быть различными. Его может вызвать исчезновение возбуждения, нарушение динамической устойчивости после резкого возмущения--толчка или нарушение статической устойчивости сильно перегруженной системы при малом возмущении. В сложной системе могут быть случаи, когда асинхронный ход, возникший в одной части системы, может привести к выпадению из синхронизма какого-либо генератора или группы генераторов. В первом случае генератор работает только как асинхронный, во втором (третьем и т.д.) случаях при возбуждении генератор наряду с асинхронной мощностью выдает также пульсирующую асинхронную мощность. Для большинства синхронных машин асинхронный ход не представляет опасности. Турбогенераторы в асинхронном режиме могут развивать мощность, соизмеримую с номинальной. При скольжениях порядка десятых долей процента, при которых устанавливается асинхронный режим турбогенераторов токи, как правило, не представляют какой-либо опасности для машины. Допустимость асинхронного режима может вызывать сомнения в связи с опасностью нарушения устойчивости остальной части системы, в которой мощный генератор или группа генераторов работает асинхронно. В этом режиме генератор обычно поглощает из системы значительную реактивную мощность, что может приводить к снижению напряжения во всей системе, создавая опасность нарушения устойчивости остальных генераторов и двигателей.Однако правильным выбором источников реактивной мощности и регулирующих устройств можно добиться такого положения, когда опасность аварии такого рода станет маловероятной. Можно восстанавливать нормальную работу системы, не отключая от сети выпавший из синхронизма генератор, но оставляя его на некоторое время в асинхронном режиме и затем заставляя его снова войти в синхронизм. При этом система сохраняет результирующую устойчивость, т.к. в конечном счёте нормальный синхронный режим восстановится и нарушения энергоснабжения потребителей не происходит. Однако асинхронный режим, не являющийся для системы нормальным, не должен осуществляться без проверки. В сущности, все инженерные исследования асинхронного режима и направлены на выяснение его допустимости, его длительности и путей ликвидации, т.е. ускорения вхождения в синхронизм. На рис. 6.4. показана схема, в которой рассматривается асинхронный режим, векторная диаграмма и характер изменения угловой скорости. Здесь предполагается, что при некотором значении δ = δ 0 угловая скорость вектора E изменится и становится равной ω (вместо ω 0). Модуль вектора Еω = Е(ω), угол δ = δ 0 + Δ δ. Здесь Δ δ = st, где s - скольжение:
s = (1/ω 0)(dδ /dt) = (ω – ω 0)/ω 0.
В возникающем при нарушении устойчивости переходном процессе можно выделит три этапа: 1) выпадение из синхронизма; 2) переход к асинхронному режиму; 3) установившийся асинхронный режим и набор нагрузки с восстановлением нормального режима. Последний этап определяется в основном тем, как турбина принимает нагрузку, или, иначе, " приемистостью турбины". При этом давление пара после промежуточного перегрева может быть либо близким к исходному, либо пониженным в зависимости от характера протекания двух предыдущих этапов, их длительности и регулирования турбины.
Рис. 6.4. Асинхронный ход в системе: а – схема системы; б – векторная диаграмма системы; в – характер изменения угловой скорости и скольжения
Длительность асинхронного режима зависит от ряда факторов: скольжения к концу аварийного процесса, обусловившего нарушение устойчивости, характера изменения момента турбины на первой и последующих стадиях асинхронного режима, асинхронного момента генератора и мощности местной нагрузки в послеаварийном режиме. Обычно при выпадении крупного генератора из синхронизма его электромагнитный момент становится меньше вращающего момента турбины. Это приводит к повышению скорости, т.е. работе с положительным скольжением. При увеличении скорости под действием регуляторов турбины происходит уменьшение впуска энергоносителя в турбину и мощность, отдаваемая в сеть при асинхронном ходе, всегда будет меньше, чем до выпадения. Реактивная мощность, необходимая для создания электромагнитных полей в асинхронно работающей машине, поступает из сети. Ток статора, взрастающий в связи с увеличившейся реактивной мощностью, во время асинхронного режима колеблется около среднего значения с частотой, приблизительно равной 2(f – f0). Амплитуда колебаний тока статора будет минимальной при разомкнутой обмотке возбуждения, а скольжение – при замкнутой обмотке возбуждения. В асинхронном режиме предельная активная мощность которую может отдавать турбогенератор, обычно ограничивается 50 – 70 % от номинальной мощности из-за возрастания тока статора, а мощность, которую современный крупный гидрогенератор, –30 – 50%. Кратковременно ее можно повысить, допустив перегрузку по току статора. Возможность асинхронного хода и его длительность зависят от типа генератора и условий работы системы. Турбогенератору при потере возбуждения разрешается работать в асинхронном режиме до 15 – 30 мин, без потери возбуждения – несколько меньше если за это время восстановить синхронную работу не удается, то генератор должен быть отключен от сети. Немедленное отключение от сети генератора, выпавшего из синхронизма, должно производится только в случаях появления опасного повреждения машины. Длительность работы гидрогенератора, разрешаемая только при возбуждении, более кратковременная (3 – 4 мин). Асинхронный ход, как правило, недопустим в тех случаях, когда потери в роторе оказываются больше номинальных, а ток статора – больше 1, 1ном.
|