Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Мероприятия по улучшению устойчивости электроэнергетических систем

Повысить уровень устойчивости электрической системы можно изменением параметров ее элементов, параметров ее режима или введением дополнительных устройств. При этом необходимо учи­тывать следующие условия и ограничения: - изменение параметров основных элементов не должно при­водить к ухудшению нормального режима работы системы и его экономичности; - применение устройства для улучшения устойчивости должно сопровождаться сопоставлением его стоимости и ущерба от нару­шения того вида устойчивости, для которого оно предназначено,при выборе мероприятия по повышению устойчивости необходи­ма технико-экономическая оценка предлагаемого варианта. Генераторы. Параметры генераторов оказывают существенное влияние как на статическую, так и на динамическую устойчивость.При использовании на генераторах АРВ с зоной нечувстви­тельности на статическую устойчивость влияет синхронное индук­тивное сопротивление x_d, на динамическую - переходное сопротивление х'_и и постоянная инерция. Процессы, протекаю­щие в асинхронном режиме, при осуществлении ресинхронизации определяются наличием и конструкцией демпферных обмоток, что находит отражение в параметрах x"_d и x"_q. Существует реальная возможность изменения индуктивных сопротивлений только у гидрогенераторов, которые выполнены по индивидуальным проектам. На некоторых гидроэлектростанциях как в нашей стране, так и за рубежом установлены специальные гидрогенераторы с «улучшенными» параметрами. Постоянная инерции существенно влияет на динамическую ус­тойчивость машины. Чем больше 7} («тяжелее» машина), тем мед­леннее изменяется скорость ее ротора под действием избыточного момента. Это увеличивает предельно допустимое время существо­вания аварийного режима, повышая устойчивость системы. Регулирование возбуждения синхронной машины может рас­сматриваться как средство «улучшения» ее параметров. Регулято­ры сильного действия генератора с высокими потолками тока возбуждения в сочетании с дополнительными устройствами по по­вышению динамической устойчивости позволяют отказаться от уменьшения индуктивных сопротивлений. Появляется возмож­ность применять генераторы с Xd = 1.5... 2.0 и x'_d = 0.3...0.4 и снижать постоянную инерции, уменьшая вес машины и, следова­тельно, снижая ее стоимость. Потолочное напряжение возбудителя заметно влияет на пре­дел передаваемой мощности генератора. Увеличение этого значе­ния с 2 до 5 дает тот же эффект, что и уменьшение реактивности Xd в 1.5 раза. Скорость подъема возбуждения значительно влияет на ур⁰' вень динамической устойчивости. У «быстроотзывчивых» систем возбуждения относительная величина dUJdt доходит до 6...8, со­ставляя несколько киловольт в секунду. Следовательно, для повы­шения уровня динамической устойчивости необходимы высокий потолок и большая скорость подъема напряжения

Трансформаторы. Параметры трансформаторов (сопротивле­ния, намагничивающий ток и т.д.) не оказывают существенного влияния на устойчивость электрических систем.

Выключатели. Быстрое отключение КЗ имеет решающее зна­чение для улучшения динамической устойчивости. Время отклю­чения КЗ складывается из собственного времени выключателя t_B и времени действия релейной защиты:Современные воздушные выключатели имеют собственное время (с момента подачи импульса от защиты на катушку соленои­да до расхождения контактов и погасания дуги) в пределах 0.06...0.08 с. Быстродействующая релейная защита срабатывает за 0.02...0.04 с. Следовательно, время отключения КЗ должно приниматься равным 0.1...0.12 с. Возможно, в дальнейшем это время сократится до 0.05...0.08 с, но в этом случае надо тщательно проверять влияние переходных процессов на действие релейной защиты. Линии электропередачи. Параметры линий и их номинальное напряжение оказывают существенное влияние на устойчивость системы.

Индуктивное сопротивление линии может быть снижено рас­щеплением проводов, применяемым с целью уменьшения потерь на корону. Расщепление фазы на три провода (ВЛ 500 кВ) умень­шает реактивное сопротивление линии на 25...30 %.Уменьшить индуктивное сопротивлении линии можно, приме­няя продольную (емкостную) компенсацию реактивного сопротив­ления ВЛ, которая осуществляется последовательным включением в линию статических конденсаторов. Чем больше сопротивление конденсаторов х_с, тем выше сте­пень компенсации параметров линии и, следовательно, выше пре­дел передаваемой мощности электропередачи, в состав которой входит компенсированная линия. Для повышения пропускной спо­собности дальних электропередач применяются промежуточны синхронные компенсаторы и управляемые конденсаторы.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ УСТОЙЧИВОСТИ

Сопротивления, включенные в нейтраль трансформатора. Ес­ли сеть с глухозаземленной нейтралью заземлить через небольшое сопротивление, не повышающее напряжения на нейтрали, то усло­вия работы изоляции не изменятся, а динамическая устойчивость системы при несимметричных КЗ улучшится.

Электрическое торможение генераторов используется для повышения устойчивости при симметричных КЗ. Генератор, ротор которого ускоряется из-за какого-либо возмущения, тормозится активными сопротивлениями, включаемыми последовательно или параллельно (рис. 12.3). Наиболее эффективно параллельное вклю­чение сопротивления.

Регулирование турбин. Небаланс мощности, возникающий при возмущении генератора, может быть уменьшен или полностью скомпенсирован снижением мощности турбины. Если бы регуля­торы турбины были безынерционны, т.е. могли мгновенно реаги­ровать на изменение электрической мощности, соответственно ^меняя механическую мощность, то возможность нарушения дина­мической устойчивости была бы исключена.

РЕЖИМНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ устойчивости

Повысить уровни статической и динамической устойчивости можно, не изменяя параметров элементов системы и не вводя до­полнительных элементов. Целенаправленное изменение парамет­ров режима системы, обеспечение необходимых резервов мощности могут существенно увеличить запасы устойчивости.

Резервы активной мощности на электрических станциях улучшают как статическую, так и динамическую устойчивость. Существуют несколько видов резервов: аварийный, нагрузочный, ремонтный. Улучшению переходных процессов может способство­вать только вращающийся аварийный резерв, вводимый при выпа­дении из синхронизма генераторов или отключении мощных электропередач. Величина минимально необходимого резерва оп­ределяется вероятностью наиболее тяжелых аварий и зависит от схемы системы, способа регулирования возбуждения и т.п.

Резервы реактивной мощности, получаемые за счет недогруз­ки генераторов в исходном режиме реактивной мощностью, при­водят к ухудшению устойчивости. Генератор в этом случае работает с пониженным током возбуждения и большими началь­ными углами.

Автоматическая частотная разгрузка {А ЧР). Снижение час­тоты в системе происходит из-за нарушения баланса по активной мощности, т.е. когда активная мощность нагрузки становится больше активной мощности, выдаваемой генераторами. При сни­жении частоты реактивная мощность, вырабатываемая генера­торами, уменьшается, а реактивная мощность, потребляемая нагрузкой, увеличивается. Это понижает напряжение в узлах на­грузки и в некоторых случаях вызывает лавину частоты и напря­жения, приводящие к массовому отключению потребителей и нарушению устойчивости параллельной работы. При снижении частоты до опасных пределов автоматически отключается часть нагрузки электрической системы. АЧР повышает как устойчивость электрической системы, так и устойчивость отдельных узлов ее нагрузки, предотвращая лавину напряжения. В результате обеспе­чивается нормальная работа основной массы ответственных потре­бителей. При подключении промышленных предприятий к системе АЧР приходится учитывать необходимость обеспечения беспере­бойности технологических процессов при перерывах в питании.

Разделение электрических систем на несинхронно работающие части может предотвратить нарушение динамической устойчиво­сти. В каждой электрической системе заранее устанавливаются точки или сечения, в которых разделение может быть произведено безболезненно. Деление системы приводит к ее ослаблению, по­этому может быть рекомендовано только тогда, когда оно является единственным способом сохранения динамической устойчивости.