Признаки асинхронного режима.

В нормальном режиме генераторы, включенные на параллельную работу, работают синхронно. Синхронный режим характеризуется тем, что ЭДС всех генераторов имеют одинаковую частоту и, следовательно, их векторы вращаются с одинаковой угловой скоростью. Асинхронный режим электростанции относительно энергосистемы или одной энергосистемы относительно другой (или других) возникает при нарушении устойчивости параллельной работы. Кроме того, асинхронный режим может возникнуть при несинхронном включении линии, соединяющей электростанцию с энергосистемой. Асинхронный режим сопровождается следующими явлениями и признаками:

— периодическое изменение угла между несинхронными ЭДС;
— периодическое изменение (качания) напряжения.
Способы ликвидации асинхронного режима.

Асинхронный режим сопровождается глубоким понижением напряжения, протеканием больших токов качаний, которые могут превышать токи КЗ, и колебаниями активной мощности. Все это является серьезным нарушением нормального режима работы, опасным для оборудования и потребителей электроэнергии. Поэтому асинхронный режим должен быть ограничен 2 — 3 циклами. предельная допустимая длительность асинхронного режима составляет 15 — 30 с. За это время должны быть приняты меры к восстановлению синхронизма. Если синхронизм не восстанавливается, то энергосистемы, между которыми возник асинхронный режим, должны быть разделены в заранее намеченных местах.

Восстановление синхронизма в процессе асинхронного режима называется ресинхронизацией.

Асинхронный режим может быть устойчивым и неустойчивым. При неустойчивом асинхронном режиме ресинхронизация происходит без специальных мер. В результате воздействия регуляторов частоты вращения турбин скольжение не остается неизменным, а колеблется от максимального Smax до минимального Smin значения относительно среднего значения:

 Sср = (Smax + Smin)/2

 

Ресинхронизайия происходит в момент равенства частот, когда кривая скольжения достигает или пересекает ось времени, так как в этот момент скольжение равно нулю, и следовательно, частота вращения векторов ЭДС генераторов становится равной частоте вращения векторов ЭДС энергосистемы. Процесс втягивания в синхронизм обычно сопровождается синхронными качаниями.

Установившееся значение скольжения, при котором ресинхронизация происходит без специальных мероприятий, называется критическим скольжением.

Приближенно значение критического скольжения оценивается по формуле:

Sкр = 0,0565 / √Tjэкв

 

Tjэкв = (Tj1 * Tj2) / (Tj1 + Tj2),

где Tjэкв — эквивалентная постоянная механической инерции; Tj1, Tj2 — постоянные механической инерции соединяемых энергосистем.

Таким образом, ресинхронизация обеспечивается если: Sср < Sкр.

Для обеспечения ресинхронизации при возникновении устойчивого асинхронного режима, а также для ускорения ресинхронизации при неустойчивом асинхронном режиме должны проводиться мероприятия направленные на выравнивание частот несинхронно работающих частей энергосистемы.

В ряде случаев возникают условия, при которых ресинхронизация либо невозможна, либо может произойти после весьма большой разгрузки.

Схема сети, в которой применяется автоматическое превентивное деление до возникновения асинхронного режима

Пример такого случая приведен на рисунке выше. Мощная электростанция ЭС связана с энергосистемой С линией электропередачи Л1 напряжением 330-500 кВ имеющей большую пропускную способность. кроме того, связь электростанции с энергосистемой осуществляется через распределительную сеть 110 кВ, пропускная способность которой рассчитана только на питание подключенных к ней потребителей.

При отключении линии Л1 неизбежно возникает асинхронный режим, так как  большая мощность, передававшаяся по Л1, не может быть передана по слабой распределительной сети.

ресинхронизация и устойчивая параллельная работа электростанции ЭС по сети 110 кВ практически невозможна, так как из-за большого сопротивления распределительной сети синхронизм будет нарушаться даже при колебаниях нагрузки.

В таких условиях еще до возникновения и развития асинхронного режима должно производиться опережающее автоматическое деление сети 110 кВ, например, в точке Д с выделением большей части нагрузки этой сети на электростанцию ЭС.

Таким образом, имеются два способа ликвидации асинхронного режима — ресинхронизация и разделение энергосистем. Эти операции производятся, как правило, автоматически с помощью  устройств противоаварийной автоматики ликвидации асинхронного режима (АЛАР), а в редких случаях (при отказах устройств АЛАР) — вручную оперативным персоналом.

От Aleksandr