Утяжеленный режим работы энергосистемы при отключении ЛЭП

Нормальный режим работы энергосистемы.

Частота ω_с определяется из уравнения:

J(dω_с/dt)=∑N_г- ∑N_потр, (3.3)

где:∑N_г – сумма мощностей генераторов;

∑N_потр –сумма мощностей потребителей;

J – момент инерции энергосистемы.

В установившемся режиме работы ∑N_г=∑N_потр и ω_с= const согласно уравнению (3.3), причем в номинальном режиме ω_с=3000 об/мин =50Гц.

В установившемся режиме генераторы работают в синхронизме с энергосистемой, т.е.:

ω_г=ω_с, (3.4)

где: ω_г – частота вращения электрического поля каждого из синхронных генераторов;

ω_с – частота сети (энергосистемы).

Мощность объединенной энергосистемы на несколько порядков больше мощности любого из генераторов. Поэтому энергосистема держит каждый из генераторов в синхронизме как ведущая. Это значит, что, если частота ω_сизменилась при изменении баланса мощности в уравнении (3.3), то также изменится частота ω_г любого из генераторов в соответствии с равенством (3.4).

Генератор работает на одном валу с турбиной, вал (ротор) которой вращается с частотой ω_т. Поэтому вал генератора вращается с той же частотой ω_т в любых режимах; при этом частота вращения вала генератора ω_т связана с частотой вращения электрического поля синхронного генератора ω_г равенством:

ω_т=ω_г. (3.5)

Из равенств (3.4) и (3.5) следует:

ω_т=ω_г=ω_с. (3.6)

Равенство (3.6) гласит: частота вращения ротора ω_т каждой из турбин равна частоте вращения электрического поля ω_г каждого из генераторов этих турбин, работающих в мощную электрическую сеть, и равна частоте ω_с электрической сети.

Равенство (3.6) справедливо в установившихся режимах работы энергосистемы, когда частота не меняется, а также при медленном изменении частоты сети ω_с в нормальном режиме в случае небольшого изменения баланса мощностей в уравнении (13.3).

При аварийном отключении ЛЭП (например, при ее обрыве) объединенная энергосистема разбивается на отдельные энергосистемы Э1 и Э2, причем в Э1 возникает дефицит мощности вследствие отсутствия ее притока по ЛЭП, а в Э2 – избыток мощности вследствие отсутствия ее оттока. Это приводит согласно уравнению (3.3): к снижению частоты ω_с1 в Э1 и к возрастанию ω_с2 в Э2.

Тогда:

1) регуляторы (датчики) частоты например ДЧ (рис.3.11) роторов турбин, входящих в Э1, воздействуют на открытие клапанов этих турбин, что приводит: к увеличению их мощности, к ликвидации дефицита мощности в Э1 и к стабилизации ее частоты ω_с1=соnst;

2) регуляторы частоты роторов турбин, входящих в Э2, воздействуют на закрытие клапанов, что приводит к ликвидации избытка мощности в Э2 и к стабилизации ее частоты ω_с2=соnst.

Вышеуказанные изменения мощности турбин, направленные на стабилизацию частоты, называют режимом первичного (приближенного) регулирования частоты сети.

Для повторного включения ЛЭП необходима не только вышеуказанная стабилизация, но и выравнивание частот:

ω_с1=ω_с2. (3.7)

Для этого выравнивания отдельные турбины в Э1 и Э2 изменяют мощность под воздействием ПИ регуляторов частоты этих турбин до тех пор, пока не будет выполнено равенство (3.7), т.е.

ω_с1=ω_с2=ω_зад.. (3.8)

Вышеуказанный режим изменения мощности турбин до тех пор, пока не установится заданное значение частоты сети по равенству (3.8), называют вторичным (точным) регулированием частоты сети.

Дата добавления: 2014-01-04