Главная Обратная связь

Дисциплины:






Асинхронные режимы в ЭЭС



1. Возникновение и общая характеристика асинхронных режимов

 

В нормальном установившемся режиме синхронные машины, включенные на параллельную работу, работают синхронно. Синхронный режим характеризуется тем, что ЭДС всех электрических машин имеют одинаковую частоту и, следовательно, их векторы вращаются с одинаковой угловой скоростью (рис 1а). Нарушение устойчивости приводит к тому, что машины перестают работать синхронно. При этом ЭДС синхронных машин, выпавших из синхронизма, вращаются относительно ЭДС машин, работающих синхронно (1б).

Рис. 1. а – нормальный установившийся режим, б – асинхронный режим

 

Нарушение устойчивости может произойти в результате потери возбуждения (1), резкого возмущения (2), малого возмущения перегруженной системы (3).

Рис 2. Потеря возбуждения, резкое возмущение, нарушение статической устойчивости

 

В сложной системе могут быть случаи, когда асинхронный ход, возникший в одной части системы, может привести к выпадению из синхронизма какого-либо генератора или группы генераторов. Это 4 случай.

Рис. Выпадение из синхронизма станции 1 и последующее раскачивание станции 2 с выпадением ее из синхронизма.

 

В асинхронном режиме генератор приобретает дополнительные свойства асинхронной машины, поскольку в роторе появляются токи, обусловленные наличием скольжения. Поэтому упрощенно мощность синхронного генератора в асинхронном режиме можно представить двумя составляющими: синхронной Pс и асинхронной Pас. Соответственно противодействие турбине оказывает синхронный момент Мс и асинхронный момент Мас­. Но если на обмотку возбуждения не подается напряжение, то синхронная мощность будет равна нулю, т.е. будет только асинхронная мощность.

Для рассмотренных случаев нарушения устойчивости – в 1 случае генератор будет выдавать только асинхронную мощность, а в 2,3,4 – и синхронную, и асинхронную.

Асинхронная мощность генератора по аналогии с асинхронной машиной может быть найдена по выражению:

где r2, xs - параметры схемы замещения асинхронной машины с учетом внешнего сопротивления системы.

C увеличением скольжения увеличивается асинхронная мощность.

Скольжением называют разность угловых скоростей вращения или электрических частот называют скольжением:

ωs0 - ω1

fs=f0 - f1

где ω0 ω1 – угловые скорости вращения ЭДС электрических машин (Если одна машина, то ω0 – скорость вектора напряжения системы, ω1 – ЭДС генератора).

Для асинхронных режимов характерно периодическое изменение угла между ЭДС от 0 до 360, изменения (качания) напряжения, тока, активной и реактивной мощности. Поскольку такие изменения могут быть весьма значительными, то асинхронный ход в ЭЭС не является нормальным режимом и длительно недопустим.



Мощность синхронного генератора при изменении δ меняется во времени примерно по синусоидальному закону. Для больших качаний в отличие от асинхронного хода характерен провал в зависимости P=f(t), появляющийся при переходе δ через 90. Для асинхронного хода характерно периодическое изменение знака синхронной мощности.

Рис. К определению асинхронного хода

Рассмотрим переход генератора в асинхронный режим работы из-за нарушения динамической устойчивости.

Рис Переход в асинхронный режим синхронного генератора: характеристики мощности в нормальном и асинхронном режиме (кривые 1,2); изменение скольжения и асинхронного момента (кривые 3,4)

 

Пусть одна из линий электропередачи внезапно отключается, а затем вновь включается. При этом происходит переход с характеристики 1 на характеристику 2 и обратно. Но угол включения δвкл столь велик, что площадь ускорения fabcd превосходит наибольшую возможную площадь торможения fdef. Угол δ превышает критическое значение δкр. На ротор начинает действовать ускоряющий момент, приводящий к дальнейшему увеличению угла δ.

Как только скорость ротора станет отличаться от синхронной, появляется скольжение s, растущее с увеличением разности скоростей. Возникновение скольжения обуславливает появление асинхронной мощности Pас, увеличивающейся с ростом скольжения.

С увеличением скорости ротора начинают действовать регуляторы мощности турбины, уменьшая Pт.

При некотором значении скольжения s мощность турбины уравновесится средней асинхронной мощностью. Pт=Pастас). Это условие определяет начало установившегося асинхронного режима (хода).

Если на обмотку возбуждения подано напряжение, то кроме уравновешивающих друг друга асинхронного момента и момента турбины, на вал генератор-турбина будет действовать также синхронный вращающий момент Мс. Синхронная мощность имеет пульсирующий характер, среднее значение ее равное нулю.

Рис Изменение синхронного момента и скольжения в асинхронном режиме

Колебания синхронной мощности вызывает периодическое изменение скорости вращения ротора в асинхронном режиме и, следовательно, пульсации скольжения. Скольжение изменяется от smax до smin.

В возникающем при нарушении устойчивости переходном процессе можно выделить три этапа: 1) выпадение из синхронизма; синхронные качания 2) переход к асинхронному режиму 3) установившийся асинхронный режим.

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...