Противоаварийная автоматика. Назначение, основные виды противоаварийной автоматики, страница 2

Устройства, восстанавливающие исходные схемы после работы автоматики–АПВ, АВР, ЧАПВ, пускающие резервы гидрогенераторов.

 Средства повышения статической и динамической устойчтвости

Статическая устойчивость

На рис.1 показана электростанция, генераторы которой через повышающий трансформатор и параллельную линию работают на шины энергосистемы бесконечной мощности ().

Рисунок 1– Схема электропередачи

Если постепенно увеличивать активную мощность, передаваемую по линии,  то при определенном ее значении произойдет нарушение устойчивости, и электростанция выйдет из синхронизма относительно энергосистемы.

Под статической устойчивостью понимается способность энергосистемы сохранять устойчивость при малых возмущениях. Максимальная мощность, которая может быть передана  в энергосистему по линии, называется пределом статической устойчивости параллельной работы, или статическим пределом.

Активная мощность, поступающая от электростанции в приемную энергосистему

Графически это выражение изображается синусоидой (рис.2), имеющей максимальное значение при .

Рисунок 2 – Угловая характеристика электропередачи

Рабочей областью является левая часть синусоиды в пределах углов от . Правая часть синусоиды при углах больше  является неустойчивой областью. Переход в эту область обычно сопровождается нарушением устойчивости. Кроме мощности электрической, также показана мощность, развиваемая турбиной. Эта мощность зависит от впуска пара или воды и не зависит от угла и поэтому изображается прямой линией.

При нормальной работе турбо– и гидрогенераторов механическая мощность турбины и электрическая мощность генератора уравновешены, т.е , чему соответствуют точки 1и 2 на рис.2.

Если при работе в режиме, соответствующему точке 1, произойдет внезапное увеличение угла на  (точка 1`), то это вызовет увеличение мощности на . Поскольку  осталась неизменной, то мощность  будет избыточной и будет воздействовать в сторону торможения ротора, что приведет к уменьшению угла и возврату к режиму, соответствующему точке 1. Т.о. равновесие  восстанавливается, что является признаком устойчивости. Аналогично будет происходить восстановление равновесия при уменьшении угла на .

При работе в режиме, соответствующему точке 2, и увеличение угла на  (точка 2`) электрическая мощность уменьшается и возникает избыточная мощность турбины , которая воздействует в сторону ускорения ротора. Это приведет к дальнейшему увеличению угла  и избыточной мощности турбины и.т.д. В результате генератор выйдет из синхронизма. Т.о. режим в точке 2 неустойчивый.

Точка 3, соответствующая, характеризует предел статической устойчивости. Однако работать с предельной передачей мощности нельзя, т.к. толчки нагрузки, которые имеют место в энергосистемах, могут вызвать переход в неустойчивую область и выход из синхронизма.

Поэтому для каждой электропередачи устанавливается  наибольший допустимый переток мощности, определяемый с помощью коэффициента запаса статической устойчивости  

Коэффициент запаса статической устойчивости показывает, насколько допустимый переток мощности должен быть меньше предельного (максимального) для того. Чтобы обеспечить статическую устойчивость. В нормальном режиме работы коэффициент запаса статической устойчивости должен составлять не менее 20%. В кратковременном послеаварийном режиме допускается снижение до 8%.

Динамическая устойчивость

Под динамической устойчивостью понимают способность системы  сохранять устойчивость, при параллельно работающих генераторах, при значительных внезапных возмущениях (КЗ, отключение параллельных линий, отключение мощных блоков и.т.д.)

При КЗ в электрической сети вследствие глубокого снижения напряжения происходит внезапное и резкое уменьшение электрической мощности, потребляемой от генераторов электростанций.

Рисунок 3 – Угловая характеристика электропередачи

Нормальный режим работы определяется синусоидой 1, рабочая точка 1 и угол .