переходные процессы в системах электроснабжения часть 2

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ А.Н. Петрухин И.П. Чесноков ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ (часть II) Учебное пособие Киров 1999 1. ВВЕДЕНИЕ Аварии, связанные с нарушениями устойчивости работы в крупных электрических системах, влекут за собой расстройство электроснабжения больших районов и городов. Ликвидация таких аварий и восстановление нормальных условий работы электрических систем представляют большие трудности и требуют много времени и внимания диспетчера и остального дежурного персонала. При сравнительно небольшом числе аварий, вызывающих нарушение устойчивости, наибольший аварийный недоотпуск энергии падает именно на этот вид аварий. Тяжелые последствия таких аварий заставляют уделять значительное внимание вопросам увеличения устойчивости как при проектировании электрических станций и сетей, так и в эксплуатации. Проблема устойчивости наложила глубокий отпечаток на схемы коммутации, режимы работы и параметры оборудования электрических систем, необходимость применения быстродействующих выключателей, релейной защиты (использование систем автоматического регулирования возбуждения генераторов, систем противоаварийной автоматики), а также проведения других мероприятий, которые способствуют уменьшению аварийности в электрических системах России. Исключительно велико значение проблемы устойчивости при передаче энергии на большие расстояния. Можно утверждать, что устойчивость систем является одним из основных факторов, ограничивающих пропускную способность электропередач переменного тока большой протяженности. Разнообразие подходов к анализу устойчивости, трудности понимания факторов, влияющих на проблему устойчивости, заставили составить данное пособие. 2. ХАРАКТЕРИСТИКА МОЩНОСТИ Рассмотрим схему электропередачи (рис. 2.1), в которой генератор работает через трансформатор и линию электропередачи на шины приемной системы, мощность которой настолько велика по сравнению с мощностью рассматриваемой электропередачи, что напряжение приемника U можно считать неизменным по абсолютному значению и фазе при любых условиях работы электропередачи. На рис. 2.2 дана схема замещения электропередачи, в которой элементы схемы представлены только их индуктивными сопротивлениями. Сумма индуктивных сопротивлений генераторов, трансформаторов и линий дает результирующее индуктивное сопротивление системы: хс  х Г  хТ1  0.5х Л  хТ 2 На рис. 2.3 показана векторная диаграмма нормального режима электропередачи, из которой ввиду равенства отрезков ОА  Е  sin  и ВС  I a xc вытекает соотношение: I a xc  E sin  , работы  где I a - активный ток;  — угол сдвига вектора э. д. с. E относительно вектора напряжения приемной системы U . Умножая обе части равенства на U x ,получаем: c UI a  или P EU sin  , xc EU sin  xc (2.1) где Р — активная мощность, выдаваемая генератором. Рисунок 2.1 - Схема простейшей Рисунок 2.2 – Схема замещения энергосистемы простейшей энергосистемы Рисунок 2.3 – Векторная диаграмма нормальною режима работы электропередачи. Рисунок 2.4 - Движение вектора э. д. с. генератора при у