Методические указания по определению устойчивости энергосистем часть II (стр. 13 из 41)

8.2.19. Номинальная мощность генераторов S_ном, при включении которых на линию электропередачи длиной l самовозбуждение невозможно, рассчитывается по выражению [Л.30]

S_ном / S_с = S_ном* > x_d w tg (wl), (8.15)

где x_d = x_dг + х_тр - сопротивление генератора и трансформатора (отн. ед.), отнесенное к номинальной мощности генератора;

- натуральная мощность линии электропередачи.

Смотри также пример 2 в приложении 14.

8.2.20. Приближенная оценка возможности возникновения самовозбуждения при работе генераторов на холостую линию электропередачи выполняется следующим образом. Определяется входное сопротивление ВЛ

(8.16, а)

для линий электропередачи длиной до 400 км и

(8.16, б)

для линий длиной более 400 км.

Зависимости х_вх* = f (l) для ВЛ напряжением 330-750 кВ и марок проводов от 2хАСО-300 до 4хACO-700 практически одинаковы (рис. 8.5).

Параметр генератора х_d, х_q,

, а также трансформатора х_т, r_т определяются из равенства

, (8.17)

где х - взятое по каталожным данным соответствующее сопротивление генератора или трансформатора, отн.ед.

Рис. 8.5. Зависимость реактивной составляющей входного сопротивления холостой линии электропередачи 330-750 кВ от ее длины

Рис. 8.6. Определение зон самовозбуждения синхронной машины, работающей через сложную связь на мощную энергосистему:

а - общий вид схемы; б - расчетная схема замещения; в - зоны самовозбуждения I и II

В соответствии с критериями (8.2) на границе областей самовозбуждения имеют место следующие равенства

(8.18)

(при этом для гидрогенераторов не разделяются зоны I и II).

Зная значения параметров генераторов и трансформаторов, а следовательно х_вх1* и х_вх2* по уравнениям (8.16) или по рис. 8.5, находят предельные длины линий l₁ и l₂, причем l₂ > l₁, при включении на которые генератор может самовозбуждаться, см. пример 3 в приложении 14.

8.2.21. Для определения зон I и II самовозбуждения синхронной машины, работающей через сложную связь на мощную энергосистему (рис. 8.6), используют выражения, по которым приближенно можно найти границы зон самовозбуждения. Границе зоны I синхронного самовозбуждения для схемы, показанной на рис. 8.6, отвечает уравнение

(x_d + Dx - x_c) (x_q + Dx - x_c) + (r + Dr)² = 0, (8.19)

а границе зоны II асинхронного самовозбуждения соответствует уравнение

(x'_d + Dx - x_c) (x_q + Dx - x_c) + (r + Dr)² = 0, (8.20)

Значения Dx и Dr зависят от схемы внешней сети. В простейшем случае, показанном на рис. 8.6, б, они определяются параллельным сложением сопротивлений энергосистемы (jх²) и шунта нагрузки (r_н + jx_н). В общем случае значения Dx и Dr определяются по формулам, приведенным [Л.22, 31]. Граница зоны III асинхронного самовозбуждения находится частотным методом.

Зоны самовозбуждения при этом представляют собою части окружностей (см. рис. 8.6), центры которых находятся соответственно на расстоянии (x_d + x_q) / 2 + Dx и (x'_d + x_q) / 2 + Dx от оси ординат. Для сложной внешней сети емкостное сопротивление х_с, при котором возможно самовозбуждение, увеличивается на значение Dх, а активное сопротивление, ограничивающее зоны I и II самовозбуждения, уменьшается на значение Dr. Примеры имеются в [Л.24]. Возможны и другие способы учета внешней сети [Л.28].

8.2.22. Методику определения условий самовозбуждения синхронных машин в сложных энергосистемах см. [Л.22, 31, 32].

8.3. Самораскачивание в энергосистемах

8.3.1. Самораскачивание, как особый вид нарушения статической устойчивости, исследуется на основе уравнении Парка-Горева, с учетом уравнения относительного движения ротора машины и активного сопротивления всех элементов энергосистемы [Л.33, 34].

8.3.2. Построение области самораскачивания выполняется аналогично показанному в [Л.3]. Для схемы, показанной на рис. 8.1, и при отказе от учета переходных процессов в статоре условия возникновения самораскачивания при этом определяются неравенствами

, (8.21)

, (8.22)

где

; ;

;

.

Эти условия определяют область самораскачивания с запасом.

8.3.3. Наличие продольной емкостной компенсации увеличивает область самораскачивания. При высокой степени продольной компенсации ВЛ верхнюю границу самораскачивания (8.21) следует уточнять по выражению

,

где

;

х_с - сопротивление УПК.

Значение к принимается в соответствии с рис. 8.7.

8.3.4. О влиянии постоянной времени поперечного демпферного контура на условия самораскачивания см. в [Л.24]. Методика анализа возможности самораскачивания регулируемой синхронной машины при различных видах АРВ описана в [Л.22, 31]. Автоматические регуляторы возбуждения синхронных машин пропорционального и сильного действия устраняют самораскачивание при соответствующей их настройке.

Рис. 8.7. Зависимость поправочного коэффициента к от параметра r / x_qS

при t_J = 6,25 с,

= 5,5 с, E_Q / U = 1, = 0,213

Глава 9. ПРИМЕНЕНИЕ ЦВМ ДНЯ АНАЛИЗА УСТОЙЧИВОСТИ

9.1. Общие указания

9.1.1. Электронные ЦВМ следует применять при анализе статической, динамической и результирующей устойчивости энергосистем, так как они дают возможность:

- повысить точность расчетов устойчивости энергосистем;

- приблизить расчеты к реальным условиям работы энергосистем, благодаря значительно большему соответствию действительных и расчетных схем энергосистемы (так как можно отказаться от упрощений значительной части основной схемы энергосистемы, а эквивалентирование остальных частей схемы производить с меньшей погрешностью), а также благодаря более полному учету различных автоматических устройств и эксплуатационных ограничений. При этом рассчитанные запасы устойчивости энергосистемы могут быть увязаны с реальными возможностями утяжеления режимов энергосистемы;

- ускорить выполнение расчетов (причем технические средства, внедряемые в энергетических организациях, дадут возможность при необходимости выполнять расчеты устойчивости также в процессе оперативного управления энергосистемами);

- выполнять расчеты большого количества вариантов, что дает возможность приблизиться к оптимальным решениям;

- использовать при анализе устойчивости энергосистем вероятностные методы.

Соответствующе алгоритмы и программы расчетов рекомендуется применять для анализа устойчивости с учетом влияния случайных погрешностей исходной информации на результаты расчетов устойчивости, на целесообразность уточнения (и усложнения) методов расчета, на сравнение эффективности способов повышения устойчивости, на сопоставление результатов расчета устойчивости с результатами натурных испытаний или экспериментов на динамических моделях энергосистем. При оценке запасов устойчивости может быть учтена случайная погрешность реализации рассчитанных режимов. Вероятностные методы могут быть применены для расчетов устойчивости межсистемных связей, для анализа некоторых вопросов ликвидации асинхронных режимов и др.

9.1.2. В специализированное математическое обеспечение (СМО) ЦВМ рекомендуется включать программы расчета устойчивости энергосистем, имеющие как более точные алгоритмы решения задачи (эти программы можно условно назвать эталонными), так и упрощенные алгоритмы (эти программы можно назвать серийными или стандартными). При выборе программы для расчетов следует учитывать, что эталонные программы требуют для расчета больше машинного времени, более обширную исходную информацию, и, следовательно, больше времени и труда на ее подготовку, а также больше времени на анализ результатов расчета. Необходимость применения таких программ обусловлена тем, что количественная оценка погрешностей применения упрощенных алгоритмов возможны в большинстве случаев только путем сравнительных конкретных расчетов по соответствующим эталонной и серийной программам. Такие сравнительные расчеты рекомендуется производить для типовых задач, выбранных в соответствии с имеющимся опытом проектирования, развития и эксплуатации энергосистем. В тех случаях, когда конкретные условия существенно отличаются от рассмотренных ранее типовых задач, следует снова произвести сравнительные расчеты по эталонной и серийным программам, имеющимся в СМО.