Повышение надёжности электроснабжения потребителей 10-15 кВ Каскада Свирских ГЭС, страница 9

Возможны   два   принципиально   разных   подхода   к   моделированию   синхронных   машин:   или   ради   простоты   принять    допущение   о   постоянстве   модуля   этой   ЭДС   (Е=const),   или,   что   соответствует   действительности,    считать   ЭДС    переменной   во   времени   (Е=var)   и зависящей   от   внутренних    электромагнитных   переходных   процессов   вмашине.   Это  два   основных   класса   моделей   синхронных   машин.

В   первом  случае   обычно    принимается,    что   х=х^׳ _d,    Е=Е^׳     изменения    угла   ЭДС   Е '   относительно   синхронной   оси   получаются    при   решении    дифференциального   уравнения   движения.   Для   генератора   оно   имеет   вид

                                                        (2.21)

где   d^²δ/dt^²  - угловое   ускорение;   τ_Ј – механическая   постоянная   инерции   всего   агрегата;   М_T – момент   турбины;   М – электромагнитный момент,   который,     в   соответствующей   системе    единиц   равен   Р_Г,   если   пренебрегать   изменениями   частоты   в   сети.

Основным   недостатком   модели   Е ^׳=const    является    невозможность   учёта    регулирования    возбуждения   и    асинхронного   момента,   благодаря    которому    затухают    синхронные    качания    генератора.    Поэтому    такое   затухание    приходится   вводить    в   эту    модель   искусственно,    добавляя    в   уравнение    движения    слагаемое,   пропорциональное   скольжению,     с    коэффициентом   демпфирования   k_Д:                                   

                                                        (2.22)

Если    в   соответствии   с   асинхронной   характеристикой   генератора   принять,   что    коэффициент    демпфирования    равен    отношению   асинхронного   момента   (при   некотором    малом    скольжении)   к   этому    скольжению,    то   значение   k_Д   окажется    очень   большим.

Неприменимость    обычной   асинхронной   характеристики   при   определении   k_Д   для   расчётов   синхронных   качаний         тем,   что   в   ней  каждое    значение   М_ас   соответствует   установившемуся   асинхронному   режиму   с    постоянным   скольжением.   При    синхронных     качаниях    нет    установившегося   асинхронного   режима.   Если   генератор,    для    которого    заданы   такие   значения    k_Д,,   окажется    в   режиме    установившегося   асинхронного    хода,   то    он    будет   развивать   асинхронный    момент, ничтожно   малый    по   сравнению    с   действительностью.    Таким   образом,   чтобы   правильно   задать   значение   k_Д,   необходимое   для   решения  уравнения,   нужно   знать,   как   будет    протекать   переходный    процесс,   т.е. уже    иметь   решение. 

Возможны   только   два   случая   обоснованного   использования    модели Е^׳  =const: 

1) если   нужно   выполнять   большую   серию   расчётов    с   однотипными   возмущениями   и   при   близких    исходных    режимах,    то   можно   предварительно    сделать    несколько    расчётов    с    применением   достаточно    точных    моделей    генераторов,    после   чего,    заменив   их    на    модели    Е ^׳=const,   подобрать    значения   k_Д,   при   которых    результаты    упрощённых    и    точных    расчётов    совпадают.    После    этого    можно     выполнять    остальные    расчёты     упрощённо;

2) модели   Е ׳= const   применимы   для   синхронных    машин,   удалённых    от    места   возмущения,   заведомо    остающихся    в   синхронизме    с   остальной    энергосистемой    и    мало    влияющих    на   основные    результаты    расчёты.

Уравнения,     соответствующие    модели    с   переменной    ЭДС,   отображают    электромагнитные    процессы    в    обмотке    возбуждения,    а   также    в   демпферных    контурах.

Выбор    рациональной    точности    модели    зависит   от   характера    решаемых    задач,    быстродействия    и    объёма    памяти    ЭВМ,    а    также    от   обеспеченности    моделей    параметрами,    которые   необходимо    задавать    для    выполнения    расчётов.    Основные    особенности   моделей   и    принимаемые    допущения     таковы: