Параллельная работа турбоагрегатов

Турбины современных ТЭС работают не изолированно, а параллельно на большую (емкую) энергосистему. При этом синхронизирующая сила поддерживает равенство частоты вращения турбоагрегатов и ее совпадение с частотой сети.

Рисунок 99 - Изменение режима параллельно работающих турбоагрегатов

Представим, что энергосистема состоит из трех турбогенераторов, два из которых имеют мощность , а третий , а неравномерность их регулирования соответственно равна =5%, = =4%. Пусть частота вращения турбоагрегатов =50 1/с обеспечивается работой всех трех турбоагрегатов при номинальной нагрузке (рис.99). Положим, что в энергосистеме внезапно отключился потребитель мощностью 200 МВт.

Тогда из-за нарушения баланса потребления и выработки электроэнергии частота сети начнет повышаться, что вызовет увеличение частоты вращения всех турбоагрегатов и снижение вырабатываемой ими мощности, которое будет происходить до тех пор, пока не будет достигнуто равенство

,

где - соответствующие снижения мощности на отдельных турбоагрегатах; - суммарное снижение мощности.

Из рассмотрения прямолинейной статической характеристики любого i - го турбоагрегата легко получить, что , т.е. относительное изменение мощности турбоагрегата прямо пропорционально относительному изменению частоты вращения и обратно пропорционально степени неравномерности.

Таким образом, увеличение частоты вращения всех турбоагрегатов при снижении мощности всей энергосистемы на величину определяется соотношением: ,

откуда следует .

Для рассматриваемого примера ,

то есть частота вращения, увеличится на и составит 50,23 Гц.

Мощность каждого из турбоагрегатов при этом уменьшится на: ; ;

.

Таким образом, при изменении нагрузки в сети, приводящей к изменению ее частоты, автоматически изменяются мощности турбоагрегатов в соответствии с их статическими характеристиками. Такая автоматическая реакция всех работающих в системе турбоагрегатов называется первичным регулированием частоты сети. Следует подчеркнуть, что это название условно, никакого регулирования частоты не происходит, наоборот, снижение (или возрастание) мощности оказалось возможным именно за счет изменения частоты сети. Процесс регулирования мощности в сети на этом не заканчивается, так как частота сети должна быть восстановлена в соответствии с требованиями ПТЭ, а как это делается, будет рассмотрено ниже.