Применение реакторов при повышении устойчивости. Аварийное управление мощностью турбин электростанций. Форсировка возбуждения синхронных машин. Отключение части синхронных машин в аварийном режиме

Применение реакторов при повышении устойчивости

Для потребления избыточной зарядной мощности линий высокого напряжения, особенно в режимах минимальных нагрузок, на шины генераторного или высокого напряжения передающих электростанций подключают шунтирующие реакторы (рйс.2.8а). Наличие шунтирующего реактора (ШР) в схеме приводит к увеличению взаимного сопротивления между электростанцией и приемной системой, что отрицательно сказывается на устойчивости системы. Действительно, характеристика мощности системы (рис.2.9) до включения реактора определялась выражением

При подключении реактора   характеристика мощности при постоянстве эдс       описывается уравнением

X12- взаимное сопротивление электростанции и приемной системы;

Xp-ндуктивное сопротивление реактора.

Поскольку знаменатель в выражении (2.4) больше, чем в (2.3), то амплитуда характеристики мощности при включении ШР и сохранении постоянства эдс   Еq меньше, чем в режиме без ШР (рис.2.9). Это приводит к ухудшению условий как статической, так и динамической устойчивости. Однако включение ШР дает возможность генераторам электростанций работать с более высокой эдс.  При подключении ШР напряжение в шинах генератора снижается и для его восстановления необходимо увеличить ток возбуждения и соответственно эдс.  Увеличение эдс   Eq генератора приводит к росту амплитуды характеристики мощности. Поскольку отрицательное влияние на характеристику мощности из-за увеличения взаимного сопротивления при наличии реактора обычно значительно меньше, чем увеличение эдс , то в результате подключения шунтирующего реактора амплитуда мощности увеличивается (характеристика 3 рис.2.9) и устойчивость системы повышается.

Для повышения динамической устойчивости может применяться отключение части или всех шунтирующих реакторов в аварийном или по-слеаварийном режиме. Отключение реактора при коротких замыканиях приводит к снижению взаимной), сопротивления системы, что скажется на увеличении характеристик мощности (характеристика 4 рис.2, 9), Поэтому площадка торможения" заметно увеличится, что улучшит условия обеспечения динамической устойчивости. При этом увеличивается и запас статической устойчивости в послеаварийном режиме. Однако при отключении реакторов в переходных процессах необходимо учитывать опасность увеличения напряжения и необходимость их быстрого обратного включения при восстановлении нормального режима системы электроснабжения.

Для ограничения токов короткого замыкания в системах электроснабжения используют реакторы, в том числе и управляемые (рис.2.10. а).При этом сопротивление реактора определяется, как правило, только режимом ограничения токов короткого замыкания, поэтому Xp в начале аварии имеет максимальное значение, а после устранения * короткого замыкания при угле d1 (рис.2.10б) его величина уменьшается практически до нуля и не оказывает влияния на дальнейший переходный процесс в рассматриваемой системе. Между тем такое возмущение может вызвать длительные по времени и большие по амплитуде качания роторов синхронных машин, а соответственно мощности, напряжения в системе, что приводит иногда к самораскачиванию и нарушению устойчивости(рис.2.10б).

Избежать или уменьшить колебания в системе, вызванные короткими замыканиями, можно, если в момент достижения углом d его ма-ксимального значения dmax (рис.2.10а)резко увеличить реактивное сопротивление реактора Хр  с целью уменьшения разности между электрической мощностью генератора и механической мощностью турбины до изначальной величины. При этом эту величину во время торможения

ротора необходимо сохранять, т.к. изменение угла dвызывает соответствующее изменение активной мощности генератора.

Рис. 2.10.Влияние управляемого реактора на устойчивость системы электропередачи:

а) принципиальная схема электропередачи; б) переходный электромеханический процес при использовании управляемого реактора дли , ограничения токов к.з.; в) переходный электромеханический процесс для использования управляемого реактора для демпферирования колебаний.

Для сохранения незначительной разности между электрической мощностью генератора и механической мощностью турбины реактивное сопротивление реактора плавно увеличивают, если угол dбольше 90° ,или плавно уменьшают, если угол dменьше 90° (рис,2.I0a). Это позволяет значительно медленнее, почти по экспоненте, перевести ротор генератора к точке равновесия мощностей турбины и генератора. Тем самым устраняются глубокие и длительные колебания в системе, что благоприятно сказывается на устойчивости ее работы.

Аварийное управление мощностью турбин электростанций