Быстродействующее отключение короткого замыкания
Средства и методы повышения
Устойчивости электроэнергетических систем
Средства и методы повышения устойчивости электроэнергетических систем можно разделить на четыре основные группы:
Во-первых, методы, связанные с улучшением характеристик основных элементов систем, непосредственно принимающих участие в выработке и распределении электрической энергии, с помощью конструктивных изменений. К этой группе можно отнести снижение переходных и синхронного сопротивлений генераторов, увеличение их механической постоянной инерции, повышение потолка возбуждения и быстродействия возбудителей, снижение индуктивного сопротивления линий электропередачи путем расщепления проводов и т. п.
Во-вторых, методы, предусматривающие использование для улучшения характеристик основных элементов систем электроснабжения средств автоматики. Это применение современных автоматических регуляторов возбуждения, в том числе регуляторов сильного действия, частоты вращения, экстренной форсировки возбуждения, автоматического повторного включения элементов системы, быстродействующих релейных защит и т.п.
В-третьих, дополнительные меры повышения устойчивости –емкостная продольная компенсация и переключательные пункты на линиях электропередачи, нагрузочные сопротивления для электрического торможения генераторов, синхронные компенсаторы на промежуточных подстанциях и т. д.
|
|
|
В-четвертых, мероприятия эксплуатационногохарактера. Книмможно отнести выбор схемы соединений и режимасистемы, обеспечивающих их наибольшую устойчивость, отключение части генераторов при коротком замыкании в системе, применение кратковременных асинхронных режимов и др.
Перечисленные методы могут повышать либо статическую или динамическую устойчивость системы, либо и ту и другую одновременно. Выбор тех или иных средств улучшения устойчивости должен производиться на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов для каждого конкретного случая.
Улучшение характеристик основного оборудования путем конструктивных изменений связано, как правило, с повышением его стоимости и должно быть специально обосновано. Тот же эффект, но более экономичным путем, может быть достигнут с помощью средств автоматизации. Поэтому второй группе методов повышения устойчивости электроэнергетических систем в настоящее время отдается предпочтение. Дополнительные меры увеличения устойчивости применяются в основном в очень мощных энергосистемах и сочетают решение задачи повышения устойчивости с другими, главными для них задачами (регулирование уровней напряжения, увеличение пропускной способности линий и т. д.).
|
|
|
Из изложенного в параграфах 1.2, 1.4, 1.5 следует, что предел передаваемой мощности, а значит и статическая устойчивость системы электроснабжения, зависят прежде всего от ее общего сопротивления Хс, номинального напряжения линии электропередачи UЛ, а также от ЭДС генератора Е и характера ее регулирования. Уменьшая сопротивление системы, увеличивая номинальное напряжение электропередачи и обеспечивая автоматическое регулирование возбуждения генераторов, мы повышаем предел передаваемой мощности и статическую устойчивость данной системы.
К сожалению, уменьшение сопротивлений элементов приводит, как уже отмечалось, к их удорожанию и часто экономически не оправдано. Находится в противоречии с экономическими требованиями и мера, связанная с повышением напряжения электропередачи. Известно, что линии электропередачи того или иного номинального напряжения экономически целесообразны лишь в определенном диапазоне передаваемых мощностей и дальностей передачи. Поэтому главным средством повышения статической устойчивости электроэнергетических систем является широкое применение автоматического регулирования напряжения генераторов. Современные быстродействующие, практически безынерционные, автоматические регуляторы напряжения обеспечивают возможность работы систем с малым запасом статической устойчивости вблизи внутреннего предела передаваемой мощности, а регуляторы сильного действия – даже за этим пределом, в зоне так называемой искусственной устойчивости.
|
|
|
Методы повышения динамической устойчивости электроэнергетических систем болеемногообразны. Рассмотрим важнейшиеиз них.
Быстродействующее отключение короткого замыкания
Является эффективным средством повышения динамической устойчивости. Только эта мера позволяет обеспечить устойчивость систем при наиболее тяжелых трехфазных коротких замыканиях. Сущность ее заключается в уменьшении длительности периода ускорения генераторав аварийном режиме.
Построим, характеристики мощности для системы с двумя линиями электропередачи, одна из которых отключается защитой после короткого замыкания (рис. 1.27). Очевидно, что чем меньше угол отключения 
т. е. чем меньше время отключения короткого замыкания, тем меньше площадь ускорения и тем больше площадь торможения, а значит и выше динамическая устойчивость данной системы. Заданной величине передаваемой мощности 
отвечает вполне определенный предельный угол отключения короткого замыкания 
, при котором площади ускорения и торможения равны. Если передаваемую мощность несколько увеличить, например до величины 
(рис. 1.27), то площадь ускорения увеличится, а площадь торможения уменьшится. Чтобы обеспечить устойчивую работу системы, необходимо уравнять площади ускорения и торможения, т.е. уменьшить угол отключения короткого замыкания ( 
на рис. 1.27, б). Таким образом, каждому значению передаваемой мощности соответствует вполне определенный предельный угол (и предельное время) отключения короткого замыкания. Очевидна и обратная зависимость – каждому значению угла от 
ключения 
(и времени отключения tотк) короткого замыкания соответствует определенная максимальная передаваемая мощность.
|
|
|
На практике зависимости 
рассчитываются заранее. Вид таких зависимостей для одной из систем, работающей по схеме рис. 1.27, а на приемную систему неограниченной мощности, представлен на рис. 1.28. За 100% передаваемой мощности принята мощность, которая может быть передана системой при времени отключения короткого замыкания, равном нулю (внезапное отключение одной из линий). Как видно, увеличение времени отключения короткого замыкания резко уменьшает возможную величину передаваемой мощности. Особенно ярко эта зависимость выражена при трехфазных коротких замыканиях.
Уменьшение времени отключения короткого замыкания благоприятно не только с точки зрения устойчивости системы в прямом смысле – оно сокращает также вероятность перехода однофазного короткого замыкания в более тяжелые двух- и трехфазные, уменьшает разрушения от электрической дуги, повышает термическую и механическую устойчивость элементов системы и т. д. Время отключения короткого замыкания складывается из собственного времени срабатывания выключателя и времени уставки срабатывания релейной защиты. Отсюда становятся очевидными тенденции к максимальному сокращению времени срабатывания выключателей и реле защиты, а также требования к строго обоснованному выбору временной уставки защиты и стремление к уменьшению ее ступеней.
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 310; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!