Расчеты динамической устойчивости

При рассмотрении режимов работы энергосистем различают установившиеся и переходные режимы энергосистем. Аварийные переходные процессы возникают при резких изменениях режима. К ним относятся короткие замыкания (КЗ) в системе с последующим их отключением, а также случайные (аварийные) отключения агрегатов или линий электропередачи, несущих значительные нагрузки, т.е. большие возмущающие воздействия на систему. Такие воздействия приводят к значительным отклонениям режима от исходного состояния.

Динамическая устойчивость электроэнергетической системы – это способность электроэнергетической системы восстанавливать после больших возмущений режим, близкий к исходному.

Динамическая устойчивость электроэнергетической системы – это способность электроэнергетической системы восстанавливать после больших возмущений режим, близкий к исходному. Когда после большого возмущения синхронный режим системы нарушается, а затем после допустимого перерыва восстанавливается, то говорят о результирующей устойчивости системы.

Нарушение динамической устойчивости наиболее вероятно вследствие КЗ в электрических сетях. Основными мерами по повышению динамической устойчивости являются: быстрое отключение участков с КЗ, автоматическое повторное включение (АПВ) линий электропередачи, применение других средств противоаварийной автоматики и быстродействующих систем возбуждения генераторов электростанций, использование электрического и механического торможения генераторов.

Динамический переход от одного режима к другому подвергается качественной оценке Динамические процессы, возникающие при больших возмущениях в энергосистемах, продолжаются, как правило, несколько секунд. При расчетах этих процессов за 3-5 секунд расчетного периода времени становится ясно, сохранится или не сохранится динамическая устойчивость. В расчетах оценивается характер протекания переходного процесса и характер нового установившегося режима.

Расчеты динамической устойчивости включают в себя:

  • расчет параметров динамического перехода при эксплуатационном или аварийном отключениях нагруженных элементов электрической системы;
  • расчет параметров динамических переходов при КЗ в системе с учетом возможности перехода одного вида несимметричного КЗ в другое (например, двухфазного на землю в трехфазное);
  • расчет параметров динамических переходов при КЗ в системе с учетом работы устройства АПВ элемента, отключенного при КЗ.

Критерием оценки динамической устойчивости является коэффициент динамической устойчивости. При этом динамическая устойчивость сохраняется, если коэффициент динамической устойчивости больше или равен единице.

Отключение генераторов (ОГ) во время динамического перехода является наиболее распространенным средством сохранения динамической устойчивости простых и сложных электроэнергетических систем при наличии и отсутствии АПВ.

Также автоматические регуляторы возбуждения генераторов реагируют на изменение их напряжения и других параметров режима и, тем самым, оказывают влияние на протекание переходных процессов в энергосистемах. Однако, в некоторых случаях этого влияния недостаточно. Для сохранения динамической устойчивости энергосистемы используется дополнительное автоматическое воздействие на систему автоматического регулятора возбуждения (АРВ) с целью повышения тока возбуждения – форсировка возбуждения.

Расчеты динамической устойчивости выполняются для:

  • определения предельного времени отключения расчетного вида короткого замыкания в наиболее опасных точках системы;
  • длительность паузы систем автоматического повторного включения;
  • параметры систем автоматического включения резерва;
  • выбора основной схемы энергосистемы и мест размещения электростанций и подстанций;
  • формирования требований к основному оборудованию электростанций и сети, релейной защите и автоматике;
  • оценки допустимости рабочих режимов энергосистемы;
  • выбора мероприятий по повышению устойчивости энергосистемы;
  • определения параметров настройки средств противоаварийной автоматики, систем регулирования и управления, релейной защиты, автоматического повторного включения и т. д.

В целях выполнения расчетов динамической устойчивости составляется расчетная схема, включающая в себя элементы электрической сети (линии электропередачи, трансформаторы и автотрансформаторы, реакторы, генераторы, синхронные компенсаторы и электродвигатели).

Наверх