устойчив, если ,
и неустойчив, если , где Рс – синхронизирующая мощность.
Нарушение статической устойчивости часто происходит при сильном снижении напряжения сети, что приводит к увеличению скорости вращения ротора и генератор выпадает из синхронизма.
В дальнейшем мы будем рассматривать электростанции, как большие генераторы, связанные между собой межсистемными ЛЭП (рис.8).
Мощность Рэс, вырабатываемая электростанцией:
где Ег – э.д.с. генераторов электростанции; Uс – напряжение энергосистемы; Хрез=Хст+Хл+Хс – результирующее сопротивление генераторов электростанции, линий электропередач и энергосистемы.
Рис. 8. Угловая характеристика электропередачи
Максимальное значение мощности (при δкр=900, sin900=1), которая может быть передана в энергосистему, называется пределом статической устойчивости.
Значение Рпр.ст соответствует амплитуде угловой характеристики (точка 3 на рис.8).
Устойчивость параллельной работы электростанции относительно энергосистемы определяется соотношением механической мощности, развиваемой турбинами станции Рт, и электрической мощности Рэс, отдаваемой генераторами электростанции. Нормальный установившийся режим характеризуется равенством Рт=Рэс электростанции без учёта потерь (рис.8,точка 1, δ1).
|
|
Мощность турбин не зависит от угла δ, азависит только от давления энергоносителя (воды, пара).
Условию Рт=Рэс соответствуют точки 1 и 2 на рис.8. Точка 1 является точкой устойчивого равновесия, а точка 2 – неустойчивого равновесия.
Область устойчивой работы находится в диапазоне δ от 00 до 900 и зависит от напряжения в сети Uс согласно формуле;
Работа на предельной мощности Рпр.ст, при δ=900 не производится, так как даже небольшое уменьшение напряжения Uс в энергосистеме вызывает переход в неустойчивую область работы и нарушение синхронизма.
Запас статической устойчивости электростанции оценивается коэффициентом запаса статической устойчивости в %.
где Рдоп=Рэс.max - максимально допустимое значение передаваемой мощности.
Запас статической устойчивости для электропередачи в нормальном режиме должен составлять не менее 20%, а в кратковременном после аварийном режиме не менее 8% (до вмешательства персонала).
Для поддержания статической устойчивости при параллельной работе электростанций служит автоматика:
АРВ – автоматические регуляторы возбуждения генераторов,
АРЧиМ - автоматические регуляторы частоты и активной мощности,
АРНТ п/ст – автоматические регуляторы напряжения трансформаторов на подстанциях,
АОСН – автоматика ограничения снижения напряжения,
|
|
АОПН - автоматика ограничения повышения напряжения.