Методические указания по определению устойчивости энергосистем часть II (стр. 6 из 41)
_______________
1 При расчете асинхронного момента учитывается, в соответствующих случаях, увеличение реактивных сопротивлений при непрямом пуске двигателя и активного сопротивления цепи возбуждения, если обмотка ротора замкнута на гасительное сопротивление.
6.2.19. При наличии возбуждения следует учитывать существенные колебания тока статора и колебания напряжения на выводах двигателя, из-за чего возрастают потери в статоре двигателя (иногда более чем на 20%) и уменьшается средний асинхронный момент. В качестве одной из основных мер облегчения самозапуска следует рассматривать гашение поля двигателя при перерывах питания.
6.2.20. Если рассчитывается самозапуск или пуск одиночного двигателя, то достаточно сопоставить асинхронную характеристику при вычисленном значении Uдв с моментно-скоростной характеристикой приводимого механизма Мсопр = f (s)* и найти скольжение sуст, которое установится в конце самозапуска. Если в переходном процессе участвует несколько двигателей, в том числе асинхронных, изменение частоты которых может существенно повлиять на уровни напряжения, то расчет ведется методом последовательных интервалов, как описано выше, вплоть до скольжения sуст.
_____________
* В моменте сопротивления Мсопр при расчете самозапуска синхронных двигателей следует учесть тормозной момент двигателя
,где rст - сопротивление в цепи статора.
6.2.21. Возможность ресинхронизации синхронного двигателя определяется сравнением скольжения, которое может установиться после окончания самозапуска (sуст) со скольжением втягивания (sвт). Ресинхронизация обеспечивается (при наихудших условиях), если
, (6.25)где М - максимальный синхронный момент двигателя по отношению к источнику питания с учетом значения Е и внешнего сопротивления (см. гл. 5), отн. ед.;
tJ - постоянная инерции двигателя, с;
Iв - ток возбуждения, зависящий от системы регулирования возбуждения.
Из формулы (6.25) следует, что при форсированном возбуждении ресинхронизация облегчается. Для облегчения как ресинхронизации, так и самозапуска, используют также (при возможности) временное снижение механического момента сопротивления.
6.3. Устойчивость двигателей при асинхронном режиме в энергосистеме
6.3.1. Если рассматриваемый узел нагрузки питается от точки энергосистемы, расположенной в электрической близости от центра качаний, то возникающие при асинхронном режиме периодические колебания напряжения и частоты могут явиться причиной нарушения устойчивости как синхронных, так и асинхронных двигателей.
Целесообразно рассматривать схему, в которой две части энергосистемы связаны через сопротивление х = х1 + х2. За сопротивлением х1 от первого генератора расположен узел нагрузки (рис. 6.8). Электродвижущие силы обоих генераторов могут быть представлены постоянными по модулю значениями
. Векторы 
и 
вращаются с относительным скольжением s, соответствующим разности частот в асинхронно идущих частях энергосистемы. Напряжение в узле нагрузки (если сопротивление узла велико по сравнению с сопротивлением между энергосистемами) определяется как 
; (6.26)фаза напряжения в узле изменяется по закону
. 
Рис. 6.8. Схема для расчета условий питания нагрузки при асинхронном режиме в энергосистеме
6.3.2. Устойчивость двигателей в условиях асинхронного режима в энергосистеме в общем случае следует проверять как при возникновении асинхронного хода, так и при установившемся асинхронном ходе.
6.3.3. Переходный процесс, обусловленный возникновением асинхронного режима в энергосистеме, может представить опасность главным образом для синхронных двигателей при следующих условиях:
а) если асинхронный режим возникает в результате несинхронного включения (НАПВ или включение при установившейся разности частот);
б) если до несинхронного включения нагрузка питалась со стороны энергосистемы 1 и если x1 > x2 (см. рис. 6.8). Тогда при включении энергосистем в противофазе фаза напряжения в узле нагрузки может изменяться скачком на 180° (см. векторную диаграмму на рис. 6.9). В этом случае двигатель оказывается в генераторном режиме, что обычно вызывает нарушение его устойчивости.
6.3.4. Во время асинхронного хода между энергосистемами 1 и 2 может произойти нарушение устойчивости как синхронных, так и асинхронных двигателей вследствие понижения среднего уровня напряжения, а также (для синхронных двигателей) в результате раскачивания при резонансе.
6.3.5. Для проверки устойчивости двигателей в указанных режимах схема энергосистемы, по отношению к рассматриваемому узлу нагрузки, приводится к виду, показанному на рис. 6.8. Определяются возможные случаи несинхронных включений. Если возможен случай, показанный на рис. 6.9, б, то делается вывод о том, что имеется вероятность1 нарушения устойчивости синхронных двигателей. На рис. 6.10 приведена достаточно характерная кривая вероятности сохранения устойчивости синхронным двигателем, построенная при условии, что включения с любыми углами равновероятны. Ресинхронизация таких двигателей наступает обычно по окончании асинхронного хода и проверяется по формуле (6.25).
_______________
1 Вероятность нарушения устойчивости определяется вероятностью включения с углами, близкими к 180°, и мало зависит от параметров двигателя и параметров асинхронного режима.
Рис. 6.9. Векторные диаграммы для случая включения энергосистемы 2 при x1 > x2:
а - до включения; б - в момент несинхронного включения
Рис. 6.10. Пример вероятности сохранения динамической устойчивости синхронного двигателя при несинхронном включении в энергосистеме
6.3.6. Для установившегося асинхронного режима при допущении, что ЭДС энергосистем 1 и 2 равны единице, определяется глубина периодических понижений напряжения
. (6.27)Если
, (6.28)то устойчивость асинхронного двигателя сохраняется при любой разности частот между энергосистемами. Если
, (6.29)то устойчивость нарушается всегда.
Если
, (6.30)то устойчивость асинхронных двигателей сохраняется в некотором диапазоне разности частот между энергосистемами и постоянных инерции двигателей; определение этого диапазона следует провести с помощью ЦВМ.
6.3.7. Условия устойчивости синхронных двигателей существенно зависят от резонансных явлений и поэтому для оценки этих условий требуются расчеты по уравнениям Парка-Горева с помощью вычислительных средств. Такие расчеты позволяют найти пределы устойчивости асинхронных и синхронных двигателей при асинхронном режиме в энергосистеме и определить такую продолжительность асинхронного режима, при котором не успевает произойти нарушение устойчивости.
6.3.8. Если схема энергосистемы такова, что при асинхронном режиме нарушается устойчивость ответственных потребителей, а мероприятия, повышающие устойчивость нагрузки (АРВ двигателей, отключение части нагрузки и т.д.) оказываются неэффективными, то следует рассмотреть вопрос об ограничении продолжительности асинхронного режима или об отказе от НАПВ.
Глава 7. УСТОЙЧИВОСТЬ СЛАБЫХ МЕЖСИСТЕМНЫХ СВЯЗЕЙ
7.1. Общие указания
7.1.1. При расчетах режимов линий электропередач, используемых в качестве межсистемных связей, следует учитывать нестабильность передаваемой мощности из-за случайных колебаний нагрузки в соединяемых энергосистемах и значительные изменения среднего значения обменной мощности при непредвиденных изменениях баланса мощности в соединяемых энергосистемах.
Имеющие случайный характер колебания обменной мощности заставляют выбирать расчетную (плановую) нагрузку межсистемных связей с больший запасом по статической устойчивости, чем при стабильной передаваемой мощности. Эти колебания зависят от мощности соединяемых энергосистем и сказываются на передаваемой мощности в тем большей степени, чем меньше отношение предела по статической устойчивости межсистемной связи к мощности меньшей из соединяемых энергосистем, т.е. чем более "слабой" является межсистемная связь1. Для слабых межсистемных связей нерегулярные колебания оказывают значительное влияние на режим работы связей и существенно ограничивают использование их пропускной способности.