Задачи, возникающие при исследовании асинхронных режимов

Допуская в системе асинхронные режимы, специалист должен проверить поведение машин, работающих асинхронно. Здесь важно выяснить те механические усилия, которые будет испытывать машина при асинхронном ходе, проверить нагрев ротора и статора. Кроме того, надо вычислить активные и реактивные мощности машины. Наличие асинхронного хода одной или нескольких машин может оказать влияние на поведение системы в целом. В связи с этим необходимо проверить режим части системы, продолжающей синхронную работу: выяснить, не перегрузятся ли генераторы, не будет ли недопустимо большого снижения напряжения и не окажут ли его пульсации вредного действия на работу нагрузки. Существенным в ряде случаев является вопрос о поведении устройств автоматики и релейной защиты, могущих иногда при наличии асинхронного хода работать неправильно. Для анализа их работы необходимо весьма тщательное рассмотрение асинхронных режимов. При этом выделяют процесс выпадения из синхронизма, заканчивающийся установившимся асинхронным ходом. Отдельно рассматриваются режимы обратного вхождения в синхронизм машины: а) подключенной к сети, несущей нагрузку, временно перешедшей на асинхронный режим – ресинхронизация; б) ненагруженной и подключаемой к сети (вновь или после временного отключения – самосинхронизация.

Эти два режима находят свое практическое применение и в различных комбинациях с другими режимами: автоматическое повторное включение с одновременной самосинхронизацией (АПВС), несинхронное включение частей системы и т. д.

Параметры элементов электроэнергетических систем

При асинхронных режимах

Генераторы

При больших изменениях скорости электромагнитный вращающий момент и мощность, отдаваемая синхронными машинами в генераторном режиме, и соответственно получаемая в двигательном режиме, будут зависеть не только от величины угла, но и от скорости его изменения. В этом случае упрощенно представляют полный электромагнитный момент синхронной машины двумя составляющими: синхронной и асинхронной , причем . Соответственно мощность . При этом приближенно можно считать, что наличие возбуждения не оказывает никакого влияния на , т. е. что при расчетах можно провести наложение синхронных и асинхронных моментов и соответственно мощностей.

Составляющая зависит от параметров машины, тока возбуждения, приложенного напряжения и величины угла , а составляющая – от параметров машины, приложенного напряжения, угла и скорости его изменения, т. е. скольжения .

Следует подчеркнуть, что при больших скольжениях выраженный в относительных единицах синхронный вращающий момент на валу генератора не будет равен его внутренней мощности и должен определяться как .

Кроме того, необходимо учесть, что при непрерывном изменении угла значения и не будут величинами постоянными, как при синхронном режиме, а будут изменяться, меняя свою величину и знак, поэтому их называют знакопеременными составляющими.

Асинхронную составляющую момента и соответственно мощности можно определить при упрощающих предположениях, принимая, что машина симметрична в электрическом и магнитном отношении и её параметры по продольной и поперечной осям одинаковые:

.

При положительных значениях скольжения синхронный генератор, работая как асинхронный двигатель, потребляет мощность, а при отрицательных значениях, работая как асинхронный генератор, выдает ее в сеть.