Устойчивости двух станций

Схема для случая параллельной работы двух электростанций представлена на рис. 3.18.

Рис. 3.18. Схема системы:

а – система, состоящая из двух станций; б – векторная диаграмма

По рис. 3.18 рассмотрим вопрос о характеристиках нагрузки. В упрощенных расчетах нагрузка замещается постоянным комплексным сопротивлением, что предполагает постоянство скольжения двигателей. Но это может привести в общем случае к неточным результатам, особенно длительных КЗ.

Значение сопротивления или проводимости нагрузки может быть определено в зависимости от напряжения в точке ее включения при нормальном режиме следующим образом:

;

,

где S_н – полная мощность нагрузки; cos φ_н – коэффициент мощности нагрузки.

Отдаваемая обоими эквивалентными генераторами мощность зависит от параметров системы и угла между их роторами, но не зависит от абсолютных углов каждого генератора в отдельности.

Поэтому устойчивость системы определяется относительным углом расхождения роторов, а не абсолютным значением углов. Выражение мощности через собственные и взаимные проводимости ветвей для двух источников будут иметь вид

,

или

,

где Р₁ и Р₂ – мощность, отдаваемая первой и второй станциями. ЭДС за переходными сопротивлениями сохраняют то же значение для всех режимов и определяются по условиям нормального режима. Знак «минус» у второго источника потому, что .

Систему, состоящую из двух станций, можно привести к простейшей системе «станция – шины неизменного напряжения». Покажем, как это можно сделать. Пусть в этой схеме происходит изменение каких-либо нагрузок, количества работающих генераторов или включенных в работу линий. Изменение электрической мощности, отдаваемой генераторами станций, или их механической мощности приводит к небалансу активной мощности (возмущению) на каждой из станций.

Для станции 1:

Для станции 2: .

Здесь все величины соответствуют изменившемуся режиму.

Возмущения и вызовут перемещения роторов станций, создав ускорения:

и

или

и .

Если почленно вычесть второе равенство из первого, получим

. (3.25)

Уравнение (3.25) можно переписать в виде

, (3.26)

где .

Далее (3.26) можно представить в виде

, (3.27)

где

,

,

причем ; ; .

Применительно к уравнению (3.27) могут быть построены характеристики мощности и характеристика относительного ускорения , аналогичные характеристике системы станция – шины неизменного напряжения (рис. 3.19).

Для определения характера перехода (т.е. установления того, будет ли он устойчивым), запаса устойчивости и размаха колебаний достаточно построить характеристику относительного ускорения, пользуясь выражениями (3.25)–(3.27). Отношение А_тор и А_уск характеризует запас устойчивости.

а б

Рис. 3.19. Характеристики системы из двух станций:

а – угловая характеристика мощности; б – изменение относительного ускорения в случае устойчивого перехода от одного режима к другому

В случае определения предельного угла отключения короткого замыкания и вычисляются дважды: один раз для режима короткого замыкания, второй раз для режима после отключения КЗ. Соответственно два раза строятся и характеристики . Покажем на рис. 3.20 (рассматривает-

ся КЗ в точке К на схеме рис. 3.18) определение предельного угла отключения, аналогично тому, как это было сделано для случая одной станции, работающей на шины неизменного напряжения.

Рис. 3.20. Определение предельного угла отключения короткого замыкания:

1 – характеристика при КЗ;

2 – характеристика после отключения КЗ

Для сложных систем, состоящих более чем из двух станций, способ площадей как самостоятельный расчетный прием неприменим, т. к. ЭДС или механические мощности и изменения их заранее неизвестны.