Устойчивость сложных электрических систем при больших возмущениях (динамическая устойчивость)

Большие возмущения режима, появляющиеся в сложных электрических системах, чаще всего вызываются отключениями мощных нагрузок или несущих нагрузку генераторов, трансформаторов, ЛЭП.

К более резким изменениям режима приводят КЗ, при которых изменения мощности на отдельных участках системы могут быть соизмеримы с величиной суммарной мощности системы. КЗ в зависимости от места системы (где они происходят) и их вида (трёхфазные, двухфазные и т.д.) могут приводить к различным изменениям передаваемой мощности, или, как говорят, сбросам мощности. Они различны по своей тяжести. Наиболее тяжёлым является трёхфазное КЗ, полностью прерывающее передачу мощности через тот элемент, на котором эта авария произошла. Более лёгкими являются двухфазные КЗ на землю, ещё более лёгкими – двухфазные КЗ без замыкания на землю и самыми лёгкими – однофазные КЗ.

Место КЗ в сильной степени влияет на тяжесть аварии в отношении как величины токов КЗ, так и воздействия на устойчивость системы. Чем дальше КЗ от источников энергии, тем, как правило, меньше токи КЗ. Чем симметричнее место КЗ по отношению к генераторам системы, тем легче авария в смысле её влияния на устойчивость системы.

Статистика аварий, происходящих в электрических системах показывает, что большинство аварий на ЛЭП высокого напряжения – это однофазные КЗ (70-90%). Двухфазные КЗ на землю и двухфазные КЗ без соединения с землёй составляют 5-15%. Наиболее редкими являются трёхфазные КЗ, составляющие 5-10% от общего числа КЗ.

В правильно спроектированной системе должны быть предусмотрены мероприятия, позволяющие иметь наименьший ущерб от аварий с учётом вероятности их появления и тяжести. Обычно при проверке устойчивости системы выявляют точку, в которой КЗ наиболее опасно, и для неё проводят расчёты (предусматривая мероприятия по усилению системы: смена выключателей из-за опасности их взрыва при трёхфазном КЗ, установка последовательной компенсации для обеспечения устойчивости). Однако вероятность того, что КЗ данного вида произойдёт в этой точке, разумеется, ниже чем общая вероятность появления рассматриваемого вида КЗ в системе. Если КЗ будут происходить в некотором отдалении от опасной точки (даже не очень большом), то они уже будут более лёгкими. Именно поэтому оценка устойчивости передачи или системы, проводимая для КЗ в наиболее опасной точке, даёт практически несколько завышенные (в пользу надёжности) результаты.

Весьма вероятно также, что при аварии будут появляться некоторые неучтённые в расчётах, обычно облегчающие аварию факторы (например, влияние дуги в месте КЗ). Для того чтобы при КЗ сохранить устойчивую работу системы по возможности в бо¢льшем числе случаев, нужно возможно скорее отключить аварийный участок.

Таким образом, расчёт поведения системы при больших аварийных возмущениях (как и при малых), всегда носит несколько условный, вероятностный характер (расхождение фактических параметров генераторов от расчётных, данных заводом составляет до ±15%).

Выбор мероприятий по улучшению устойчивости электрич-ой системы, основанный на детерминированном подходе, содержит опасность недостаточной обоснованности их. Так, ориентируясь на наиболее тяжёлый режим, можно допустить неоправданно большой расход средств на улучшение устойчивости из-за малой вероятности появления этого режима.

При случайных возмущениях и случайных исходных параметрах (полученных путём сбора в энергосистемах статистических данных и обработки их методами математической статистики) результаты расчётов переходных процессов также будут случайными.

Дата добавления: 2014-01-06