Средства повышения динамической устойчивости системы электроснабжения

Повышению динамической устойчивости системы способствуют все мероприятия, которые повышают статическую устойчивость:

Генераторы

Увеличение постоянной инерции генератора Т_j генератора. Чем больше Т_j, тем медленнее нарастает угол во времени и поэтому остается больше времени для ликвидации аварии. Однако турбогенераторы выпускаются серийно, поэтому Т_j невозможно увеличить, а гидрогенераторы делаются на заказ (наша ГЭС (Х_d = 0,5, Х_d = 0,19, T_j =16 c).

Рис. 3.1 Электрическая схема

Искусственное торможение. В до аварийном режиме: В2 - отключается В1-включается, в случае аварии В1 – отключается В2-включается, что обеспечивает нагрузку генератора на уровне до аварийном. Поэтому генератор не разгоняется, а в случае успешного АПВ втягивается в синхронизм. Подключение R может быть параллельно (см. рис.) или последовательно, но лучше параллельно т.к. тогда действием нагрузочного сопротивления и после отключения КЗ такой способ эффективен, в случае если мощность приёмной системы велика по сравнению с мощностью передающей станции.

Электрическое (электродинамическое) торможение (ЭТ) - способ сохранения динамической устойчивости ЭС путем гашения части избыточной кинетической энергии за счет подключения специальных нагрузочных резисторов (HP). Существуют два способа включения HP: последовательно (рис. 1.17,а) и параллельное (рис. 1.17,б). Эффект от последовательного включения зависит от значения токов, протекающих по HP, от параллельного от уровня напряжения на HP и близости места КЗ к генератору. Последовательное включение HP возможно со стороны нейтрали обмотки генератора.

Рис. 3.2 Последовательное (а) и параллельное (б) включение нагрузочных резисторов (НР)

Специальное устройство регуляции Т.

Р₀ = var. Обычные регуляторы турбин из-за наличия механических потерь во всех звеньях, регуляторы не успевают "отслеживать" изменения электрической мощности генератора, возникающей при авариях. Поэтому необходимо использовать специальные регуляторы. Кроме того, при качаниях регуляторы не реагируют на изменение скорости и поэтому клапаны Т (паровая) или направляющий аппарат гидрогенератора остаются почти неподвижными.

И даже если предпринять возможность осуществления быстрого закрытия или впуска энергоносителя, то уменьшение мощности все равно не было бы столь быстрым. Это связано с явлением гидравлического удара для гидрогенератора, а также в паровой турбине связана с расширением пара в паровых объемах между регуляционным клапаном и первым рядом сопел.

Трансформаторы.

В качестве одного из основных средств в повышении динамической стойкости используются заземление нейтралей.

Схема замещения нулевой последовательности:

Комплексная схема замещения при 1ф. КЗ:

Происходит увеличение сопротивления аварийного шунта за счет R_0å, вводимого в комплексную схему замещения, приводит к уменьшению отбора мощности во время КЗ, что в свою очередь повышает динамическую устойчивость.

Выключатели.

Необходимо увеличивать быстродействие выключателей. Чем быстрее отключить поврежденный участок, тем меньше площадка ускорения, тем легче восстановить устойчивость.

Общесистемные мероприятия повышения ДУ:

a) разделение системы;

b) увеличение генерируемого резерва;

c) Регулирование частоты с помощью систем группового управления агрегатами ГЭС;

d) отключение части генераторов;

e) отключение части шунтирующих реакторов;

f) автоматическая разгрузка, т.е. отключение части потребителей в зависимости от уровня частоты;