Понятие о статической устойчивости.
Врассматриваемых простейших условиях признаком устойчивости системы является такой характер изменения мощностей и моментов при небольшом отклонении от состояния равновесия, который вынуждает систему вновь возвращаться к исходному состоянию. В режиме работы в точке а (рис.2.9), мощности генератора и турбины уравновешивают друг друга. Если допустить, что угол получает небольшое приращение , то мощность генератора, следуя синусоидальной зависимости от угла, также изменится на некоторую величину , причем, как вытекает из рис.2.9, в точке а положительному приращению угла соответствует также положительное изменение мощности генератора . Что же касается мощности турбины, то она не зависит от угла и при любых изменениях последнего остается постоянной и равной Ро. В результате изменения мощности генератора равновесие моментов турбины и генератора оказывается нарушенным и на валу машины возникает избыточный момент тормозящего характера, поскольку тормозящий момент генератора в силу положительного изменения мощности преобладает над вращающим моментом турбины.
Под влиянием тормозящего момента ротор генератора начинает замедляться, что обусловливает перемещение связанного с ротором вектора эдс генератора в сторону уменьшения угла .
Рис.2.9 Изменение мощности при приращениях угла.
результате уменьшения угла вновь восстанавливается исходный режим работы в точке а и, следовательно, этот режим должен быть признан устойчивым. К тому же выводу можно прийти и при отрицательном приращении угла в точке а.
Совершенно иной получается картина в точке . Здесь положительное приращение угла сопровождается не положительным, а отрицательным изменением мощности генератора . Изменение мощности генератора вызывает появление избыточного момента ускоряющего характера, под влиянием которого угол не уменьшается, а возрастает. С ростом угла мощность генератора продолжает падать, что обусловливает дальнейшее увеличение угла и т. д. Процесс сопровождается непрерывным перемещением вектора эдс относительно вектора напряжения приемной системы U и станция выпадает из синхронизма. Таким образом, режим работы в точке статически неустойчив и практически неосуществим.
Под статической устойчивостью, вообще говоря, понимают способность системы самостоятельно восстановить исходный режим работы при малом возмущении. Статическая устойчивость является необходимым условием существования установившегося режима работы системы, но отнюдь не предопределяет способности системы продолжать работу при резких нарушениях режима, например, при коротких замыканиях. Эта сторона проблемы, так называемая динамическая устойчивость системы, будет исследована ниже.
Итак, точка а и любая другая точка на возрастающей части синусоидальной характеристики мощности отвечают статически устойчивым режимам и, наоборот, все точки падающей части характеристики — статически неустойчивым. Из приведенных выше соображений, характеризующих условия работы системы, непосредственно вытекает следующий формальный
признак статической устойчивости рассмотренной простейшей системы: приращения угла и мощности генератора Р должны иметь один и тот же знак, т. е. > 0 или, переходя к пределу, > 0.
Производная , как известно, носит название синхронизирующей мощности, и, следовательно, критерием статической устойчивости системы в рассмотренных условиях является положительный знак синхронизирующей мощности. Производная мощности по углу равна
;
она положительна при < 90° (рис.2.10). В этой области и возможны устойчивые установившиеся режимы работы системы. Критическим с точки зрения устойчивости в рассматриваемых условиях (при чисто индуктивной связи генератора с шинами приемной системы) является значение угла = 90°, когда достигается максимум характеристики мощности.
Рис.2.10 Зависимость синхронизирующей мощности от угла.
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 428;