Një nga kushtet kryesore funksionim i besueshëm EPS është stabiliteti i tij, d.m.th. aftësia e EPS për të rivendosur gjendjen origjinale ose afër gjendjes së qëndrueshme pas shkeljes së saj dhe pas modalitetit kalimtar përkatës. Me fjalë të tjera, stabiliteti është aftësia e një EPS për të mbajtur funksionimin sinkron.
Ekzistojnë dy lloje të paqëndrueshmërisë:
- 1. “Vetëlëkundës”, që manifestohet në rritje të luhatjeve të parametrave të regjimit, të ashtuquajturin jostabilitet oshilator.
- 2. "Zvarritje" - një largim periodik nga pozicioni i ekuilibrit, i ashtuquajturi jostabilitet aperiodik.
Shkaqet e lëkundjes (paqëndrueshmëria osciluese): E4
- · Vendosja e gabuar e ARV SG kur kontrolli i ngacmimit në vend të amortizimit ndryshon modalitetin.
- · Zgjedhja e pasuksesshme e parametrave të sistemit të kontrollit të fuqisë së turbinës.
- Puna e gjeneratorëve në një rrjet me kapacitet të madh: linja me një shkallë të lartë CPC, linja të zgjatura në modalitete boshe ose me ngarkesë të ulët.
Shkaku kryesor i paqëndrueshmërisë periodike është mbingarkesa e linjave të energjisë.
Ekzistojnë tre lloje të qëndrueshmërisë:
- · Stabiliteti statik (SS) është aftësia e EPS për të mbajtur funksionimin sinkron pas një shqetësimi të vogël të regjimit.
- · Stabiliteti dinamik (DU) është aftësia e EPS për të mbajtur funksionimin sinkron pas një shqetësimi të madh të modalitetit. Në ato raste, si rregull, kur ka një çekuilibër të fuqive aktive në boshtin e të paktën një prej gjeneratorëve.
- · Stabiliteti rezultues (RU) është aftësia e EPS për të rivendosur funksionimin sinkron pas ndërprerjes së tij afatshkurtër (pas një modaliteti asinkron afatshkurtër të pranueshëm në kushtet e funksionimit).
Studimi i qëndrueshmërisë statike zakonisht synon përcaktimin e parametrave të mënyrës kufizuese të stabilitetit. Duke ditur këto parametra dhe parametrat e mënyrës fillestare (të planifikuar), mund të përcaktohet lehtësisht kufiri i qëndrueshmërisë statike.
Karakteri shkeljet e SU aperiodike dhe sigurimi i tij përcaktohet duke përdorur karakteristikat e gjeneratorit dhe turbinës (Fig. B.3).
d - këndi i ngarkesës
Oriz.
Siç u përmend, vetëm ato mënyra janë të qëndrueshme, pikat e funksionimit të të cilave janë në degën ngjitëse të karakteristikës së gjeneratorit (pika "a").
Përkundrazi, në pikën “c” puna është e pamundur, regjimi është i paqëndrueshëm. Për shembull, me një rritje të vogël në këndin q, shfaqet një çekuilibër përshpejtues në boshtin e rotorit. Nën veprimin e tij, rotori përshpejtohet edhe më shumë, këndi vazhdon të rritet, etj., Procesi është i pakthyeshëm. Kur këndi zvogëlohet, gjithashtu nuk ka kthim në pikën e fillimit dhe këndi vazhdon të ulet.
Kështu, dega në rënie e karakteristikës së gjeneratorit është një zonë e paqëndrueshmërisë aperiodike.
Në të vërtetë, në këtë rast, një rritje e vogël në këndin Dd (pika a1) do të çojë në një rritje të fuqisë elektrike të frenimit. Një çekuilibër i fuqisë së frenimit shfaqet në boshtin e gjeneratorit. Nën veprimin e tij, shpejtësia e rrotullimit do të ulet dhe këndi do të ulet (d.m.th., mënyra origjinale do të rikthehet). E njëjta gjë ndodh kur këndi zvogëlohet.
Në gjendjen e qëndrueshme të funksionimit të gjeneratorit, momenti mekanik M 1 në boshtin e motorit primar (turbinë me avull ose hidraulike) është i barabartë me momentin elektromagnetik M të zhvilluar nga gjeneratori (Fig. 17.3). Momenti M 1 nuk varet nga këndi i rrotullimit të rotorit dhe për këtë arsye përshkruhet si një vijë e drejtë horizontale që kryqëzohet me karakteristikën M = f (u) në pika 1 dhe 2 .
Në këto pika, M 1 \u003d M. Ky është një kusht i domosdoshëm për lëvizje të qëndrueshme, por jo gjithmonë për të qëndrueshme. Puna e qëndrueshme do të jetë vetëm në pikën 1 sepse nëse rotori për ndonjë arsye rrotullohet përmes një këndi më të madh se dhe 1 dhe bëhet 1 + Di (pika 1 "), atëherë çift rrotullimi elektromagnetik rritet në vlerën M + DM, e cila do të jetë më e madhe se momenti i lëvizësit kryesor (M + DM)> M 1, kjo do të bëjë që rotori të ngadalësohet dhe të kthehet në pozicion. 1 me kënd dhe 1 . Nëse, kur punoni në një pikë 1 këndi dhe si rezultat i një shqetësimi të rastësishëm do të ulet, atëherë kur ky shqetësim të pushojë, gjeneratori gjithashtu do të kthehet në modalitetin e funksionimit në pikën 1 .
Në pikën 2 puna do të jetë e paqëndrueshme. Nëse, kur punoni në një pikë 2 këndi dhe rritja me Di (pika 2 ”), atëherë çift rrotullimi i gjeneratorit do të ulet dhe do të bëhet më i vogël se çift rrotullimi kryesor lëvizës (M-DM)< M 1 , ротор будет ускоряться, угол и еще больше возрастет и т. д. В результате генератор выйдет из синхронизма, перейдет в двигательный режим и т. д. Если же при работе в точке 2 këndi dhe zvogëlohet, atëherë për shkak të shkeljes së ekuilibrit të momenteve do të vazhdojë të ulet derisa ky ekuilibër M = M 1 të rikthehet në pikën 1 .
Kështu, funksionimi i gjeneratorit të poleve të nënkuptuar është i qëndrueshëm në rajonin 0< и < 90° и неустойчива в области 90 < и < 180°. Поэтому угол
u = 90° është këndi kritik, dhe cr = ±90°.
Llogaritjet e stabilitetit të EPS kanë objektivat kryesore të mëposhtme:
- 1. Përcaktimi i nivelit të qëndrueshmërisë së EPS dhe krahasimi i tij me atë të dëshiruar. Në këtë rast, zbulohet zona e regjimeve fillestare dhe ato dëmtime që kërkojnë kontroll kundër emergjencave.
- 2. Është e mundur të sigurohet dhe të rritet qëndrueshmëria e EPS duke ndikuar në mënyrat kalimtare për shkak të të ashtuquajturave veprime kontrolli (HC) që rrjedhin nga pajisjet e automatizimit: 1. mbrojtje rele, rimbyllje automatike (AR), ATS, 2. emergjente automatike (PAA) ose 3.stafi.
Mbrojtja me rele dhe sistemet e rimbylljes automatike ofrojnë SW-të më të thjeshta: mbyllja e elementëve të dëmtuar të sistemit, lloje te ndryshme përfshirje të përsëritura. Sidoqoftë, në EPS komplekse moderne, vetëm këto goditje më të thjeshta shpesh nuk ofrojnë stabilitet, kështu që është e nevojshme të përdoren goditje më komplekse të ofruara nga sistemi PAA, si fikja e gjeneratorëve, fikja e ngarkesës dhe të tjera, të cilat do të diskutohen. më poshtë.
Natyra e rrjedhës së mënyrave kalimtare ndikon drejtpërdrejt në kushtet e funksionimit të EPS, duke përcaktuar besueshmërinë e funksionimit, stabilitetin dhe mbijetesën e tij. Në mungesë të menaxhimit të duhur ose keqmenaxhimi mënyrat kalimtare në EPS, zhvillohet një aksident sistemi, i cili është më i rëndë, pasi çon në një ndërprerje të furnizimit me energji elektrike një numër i madh konsumatorët, shlyerja e termocentraleve.
Stabiliteti statik
Stabiliteti statik kuptohet si aftësia e një sistemi energjetik për të mbajtur funksionimin paralel sinkron të gjeneratorëve nën shqetësime të vogla dhe ndryshime të ngadalta në parametrat e modalitetit.
Në fig. 9.2, a tregon një diagram të një sistemi elektrik të përbërë nga një termocentral ES, linjat e transmetimit dhe sistemet e energjisë marrëse me fuqi pafundësisht të lartë. Dihet se energjia elektrike R, e zhvilluar nga termocentrali dhe e konsumuar nga ngarkesa e sistemit elektroenergjetik është e barabartë me:
ku E t- EMF i gjeneratorëve të termocentraleve; Uc- tensioni i sistemit elektroenergjetik; Khrez - rezistenca që rezulton e gjeneratorëve të termocentralit, linjës së energjisë dhe sistemit të energjisë.
Nëse EMF e gjeneratorëve Eg, tensioni i sistemit Uc dhe X 9a janë të pandryshuara, atëherë fuqia elektrike e transmetuar nga termocentrali në sistemin elektroenergjetik varet nga këndi midis vektorëve £ r dhe 0 s(Fig. 9.2.6). Kjo varësi ka karakter sinusoidal, quhet karakteristikë këndore e transmetimit të energjisë (Fig. 9.2, c).
Vlera maksimale fuqia që mund të transferohet në sistemin energjetik quhet kufiri i qëndrueshmërisë statike:
Fuqia e turbinës nuk varet nga këndi θ dhe përcaktohet vetëm nga sasia e energjisë që i jepet turbinës.
Kushti (9.3) korrespondon me pikat / n 2 në fig. 9.2, në. Pika Iështë një pikë e ekuilibrit të qëndrueshëm, dhe pika 2 është një ekuilibër i paqëndrueshëm. Rajoni i funksionimit të qëndrueshëm përcaktohet nga diapazoni i këndeve b nga 0 në 90 e. Në rajonin e këndeve më të mëdha se 90°, funksionimi i qëndrueshëm paralel është i pamundur. Funksionimi me fuqinë maksimale që korrespondon me një kënd prej 90 ° nuk kryhet, pasi shqetësimet e vogla, të cilat janë gjithmonë të pranishme në sistemin energjetik, luhatjet e ngarkesës, mund të shkaktojnë një kalim në një rajon të paqëndrueshëm dhe një shkelje të sinkronizmit. Vlera maksimale e lejuar e fuqisë së transmetuar supozohet të jetë më e vogël se kufiri i qëndrueshmërisë statike. Marzhi vlerësohet nga faktori i stabilitetit statik, %:
Marzhi i qëndrueshmërisë statike për transmetimin e energjisë në modalitetin normal duhet të jetë së paku 20%, dhe në modalitetin afatshkurtër pas aksidentit (para ndërhyrjes së personelit në kontrollin e modalitetit) - të paktën 8%.
Stabiliteti Dinamik
Stabiliteti dinamik kuptohet si aftësia e sistemit elektroenergjetik për të mbajtur funksionimin paralel sinkron të gjeneratorëve gjatë shqetësimeve të papritura të rëndësishme që ndodhin në sistemin energjetik (qark i shkurtër, mbyllje emergjente e gjeneratorëve, linjave, transformatorëve). Për normën stabilitet dinamik zbatohet metoda e zonës. Si shembull, merrni parasysh mënyrën e funksionimit të një transmetimi të energjisë me qark të dyfishtë që lidh një termocentral me një sistem energjetik në rast të një qarku të shkurtër në një nga linjat me linjën e dëmtuar të shkëputur dhe AR-në e tij të suksesshme (Fig. 9.3, a).
Mënyra fillestare e transmetimit të energjisë karakterizohet nga një pikë / e vendosur në karakteristikën këndore /, e cila korrespondon me skemën origjinale të transmetimit të energjisë (Fig. 9.3.6). Me një qark të shkurtër në një pikë K1 në linjë W2 karakteristika këndore e transmetimit të energjisë zë pozicionin //. Ulja e amplitudës së karakteristikës // është shkaktuar nga një rritje e konsiderueshme e rezistencës që rezulton x re, ndërmjet pikave të aplikimit P.sh dhe U a . Në kohën e qarkut të shkurtër ndodh. shkarkimi i fuqisë elektrike sipas vlerës AR duke ulur tensionin në zbarrat e stacionit (pika 2 në fig. 9.3.6). Shkarkimi i energjisë elektrike varet nga lloji i qarkut të shkurtër dhe vendndodhja e tij. Në rastin kufizues, me një qark të shkurtër trefazor në shiritat e stacionit, fuqia rivendoset në zero. Nën ndikimin e teprimit fuqia mekanike turbinat mbi energjinë elektrike, rotorët e gjeneratorit të stacionit fillojnë të përshpejtohen dhe këndi 6" rritet. Procesi i ndryshimit të fuqisë shkon sipas karakteristikës //. Pika 3 korrespondon me momentin e shkëputjes së linjës së dëmtuar nga të dyja anët me pajisje mbrojtëse rele RZ. Pas shkëputjes së linjës, mënyra e transmetimit të energjisë karakterizohet nga një pikë 4, të vendosura në karakteristikë
ke, e cila korrespondon me një skemë të transmetimit të energjisë me një linjë të shkëputur. Gjatë ndryshimit të këndit nga 6i në 6i, rotorët e gjeneratorëve të stacionit fitojnë energji kinetike shtesë. Kjo energji është proporcionale me zonën e kufizuar nga vija R t, karakteristike // dhe ordinatat në pika 1 fq 3. Kjo zonë quhet zona e nxitimit S y. Në pikën 4 fillon procesi i frenimit të rotorëve, pasi fuqia elektrike është më e madhe se fuqia e turbinave. Por procesi i frenimit ndodh me një rritje të këndit θ. Rritja e këndit θ do të vazhdojë derisa e gjithë energjia kinetike e ruajtur të shndërrohet në energji potenciale. Energjia potenciale është proporcionale me zonën e kufizuar nga vija R t dhe karakteristikat këndore pas emergjencave. Kjo zonë quhet zona e frenimit S T. Në pikën 5, pas një pauze të caktuar pasi linja është shkëputur W2 aktivizohet pajisja e mbylljes automatike (supozohet të përdorë një mbyllje automatike të shpejtë trefazore me një pauzë të vogël). Me një AR të suksesshme, procesi i rritjes së këndit do të vazhdojë sipas karakteristikës Z, 1 që korrespondon me skemën origjinale të transmetimit të energjisë. Rritja e këndit do të ndalet në pikë 7, e cila karakterizohet nga barazia e zonave S y dhe S T . Në pikën 7, procesi kalimtar nuk ndalet: për faktin se fuqia elektrike tejkalon fuqinë e turbinave, procesi i ngadalësimit do të vazhdojë sipas karakteristikës /, por vetëm me ulje të këndit. Procesi do të vendoset në pikën / pas disa lëkundjeve rreth kësaj pike. Natyra e ndryshimit të këndit b në kohë është paraqitur në Fig. 9.3, shek.
Për të thjeshtuar analizën, fuqia e turbinave P t gjatë procesit të tranzicionit merret e pandryshuar. Në realitet, ai ndryshon disi për shkak të veprimit të kontrolluesve të shpejtësisë së turbinës.
Kështu, analiza tregoi se në kushtet e këtij shembulli, ruhet qëndrueshmëria e funksionimit paralel. Kusht i domosdoshëm stabiliteti dinamik është plotësimi i kushteve të qëndrueshmërisë statike në gjendjen pas aksidentit. Në shembullin e konsideruar, ky kusht plotësohet, pasi fuqia e turbinave nuk e kalon kufirin e qëndrueshmërisë statike.
Stabiliteti i funksionimit paralel do të cenohej nëse, në procesin kalimtar, këndi 6 kalon vlerën që korrespondon me pikën 8. Pika 8 kufizon zonën maksimale të frenimit në të djathtë. Këndi që korrespondon me një pikë 8, u quajt kritike 6 KP. Kur kalohet ky kufi, vërehet një rritje orteku në këndin 6, d.m.th., gjeneratorët bien jashtë sinkronizmit.
Marzhi dinamik i stabilitetit vlerësohet nga koeficienti, e barabartë me raportin zona maksimale e mundshme e frenimit në zonën e nxitimit:
Për 3 £, dyn > 1, modaliteti është i qëndrueshëm, për A 3, dy<1 происходит нарушение устойчивости. В случае неуспешного АПВ (включение линии на неустранившееся КЗ) процесс из точки 5 перейдет на характеристику //. Нетрудно убедиться, что в условиях ky shembull stabiliteti pas një qarku të shkurtër të përsëritur dhe shkëputje pasuese të linjës nuk ruhet.
Qëndrueshmëria e Sistemit Energjetik- kjo është aftësia e tij për t'u kthyer në gjendjen e tij origjinale me shqetësime të vogla ose të rëndësishme. Në analogji me një sistem mekanik, gjendja e qëndrueshme e sistemit elektroenergjetik mund të interpretohet si pozicioni i tij ekuilibër.
Funksionimi paralel i gjeneratorëve të termocentraleve të përfshirë në sistemin energjetik ndryshon nga funksionimi i gjeneratorëve në një stacion nga prania e linjave të energjisë që lidhin këto stacione. Rezistenca e linjave të energjisë zvogëlon fuqinë e sinkronizimit të gjeneratorëve dhe e vështirëson punën e tyre paralelisht. Për më tepër, devijimet nga funksionimi normal i sistemit, të cilat ndodhin gjatë mbylljeve, qarqeve të shkurtra, rënies së papritur të ngarkesës ose rritjes së ngarkesës, mund të çojnë gjithashtu në një shkelje të stabilitetit, i cili është një nga më të rëndat: aksidente që çojnë në ndërprerje të energjisë nga konsumatorët. Prandaj, studimi i problemit të stabilitetit është shumë i rëndësishëm, veçanërisht në lidhje me linjat e energjisë me rrymë alternative. Ekzistojnë dy lloje të stabilitetit: statik dhe dinamik.
Stabiliteti statik është aftësia e sistemit për të rivendosur në mënyrë të pavarur mënyrën origjinale nën shqetësime të vogla dhe të ngadalta, për shembull, me një rritje ose ulje graduale të lehtë të ngarkesës.
Dinamik qëndrueshmëria e sistemit energjetik karakterizon aftësinë e sistemit për të ruajtur sinkronizmin pas ndryshimeve të papritura dhe të papritura në parametrat e modalitetit ose në rast aksidentesh në sistem (qarqe të shkurtra, ndërprerje të shpeshta të gjeneratorëve, linjave ose transformatorëve). Pas këtyre ndërprerjeve të papritura në funksionimin normal, në sistem ndodh një proces kalimtar, pas të cilit duhet të ndodhë përsëri mënyra e vendosur e funksionimit pas emergjencës.
Mënyrat për të përmirësuar elasticitetin
Mënyra kryesore për të rritur stabilitetin është rritja e kufirit të fuqisë së transmetuar. Kjo mund të arrihet duke rritur emf. gjeneratorë, tension në autobusët e ngarkesës ose ulje e rezistencës induktive të linjës. Mjetet kryesore për rritjen e stabilitetit janë si më poshtë:
Përdorimi i rregullatorëve automatikë të tensionit me shpejtësi të lartë që rrisin e. d.s. gjeneratorë kur rritet ngarkesa. Për të përmirësuar stabilitetin dinamik në qark të shkurtër. me rëndësi të veçantë është forcimi i ngacmimit, në të cilin kontaktet e një stafete të veçantë shantojnë reostatet e ngacmimit; si rezultat, rryma më e madhe e mundshme i jepet mbështjelljes së ngacmuesit (ngacmimi "tavan"). Në gjeneratorët modernë, rryma e ngacmimit "tavan" është 1.8-2.0 e vlerës së saj nominale;
Rritja e tensionit të linjave ekzistuese, për shembull, nga 110 në 150 ose IA 220 kV;
Zvogëlimi i rezistencës induktive të linjave, i arritur duke ndarë telat e linjave të fuqishme në dy ose tre, ose duke përdorur kompensimin kondensativ gjatësor me një lidhje serike të një banke kondensatori në linjë;
Përdorimi i çelsave me shpejtësi të lartë, mbrojtjet dhe rimbyllja automatike e linjave.
abstrakte
Shënimi shpjegues përmban 21 faqe, 6 tabela, 14 figura, 3 burime të literaturës, ku përshkruhet në detaje mënyra e llogaritjes së përdorur në këtë punim.
Objekti i studimit: Sistemi i transmetimit të energjisë.
Qëllimi i punës: të fitoni aftësi në llogaritjen e kalimtarëve elektromekanikë në një sistem të transmetimit të energjisë, të llogarisni rënien maksimale të tensionit në autobusët e një motori asinkron, të vlerësoni stabilitetin statik dhe dinamik të sistemit.
Prezantimi
Të dhënat fillestare
konkluzioni
Prezantimi
Qëndrueshmëria e Sistemit Energjetikështë aftësia e tij për t'u kthyer në gjendjen e tij origjinale me shqetësime të vogla ose domethënëse. Në analogji me një sistem mekanik, gjendja e qëndrueshme e sistemit elektroenergjetik mund të interpretohet si pozicioni i tij ekuilibër.
Funksionimi paralel i gjeneratorëve të termocentraleve të përfshirë në sistemin energjetik ndryshon nga funksionimi i gjeneratorëve në një stacion nga prania e linjave të energjisë që lidhin këto stacione. Rezistencat e linjave të transmetimit reduktojnë fuqinë sinkronizuese të gjeneratorëve dhe e bëjnë të vështirë funksionimin e tyre paralel. Për më tepër, devijimet nga mënyra normale e funksionimit të sistemit, të cilat ndodhin gjatë mbylljeve, qarqeve të shkurtra, rënies së papritur të ngarkesës ose rritjes së ngarkesës, mund të çojnë gjithashtu në një shkelje të stabilitetit, i cili është një nga më të rëndat: aksidente që çojnë në një ndërprerje. në furnizimin me energji elektrike për konsumatorët Prandaj, studimi i problemit të qëndrueshmërisë është shumë i rëndësishëm, veçanërisht në lidhje me linjat e energjisë AC. Ekzistojnë dy lloje të stabilitetit: statik dhe dinamik.
Stabiliteti statik është aftësia e sistemit për të rivendosur në mënyrë të pavarur mënyrën origjinale nën shqetësime të vogla dhe të ngadalta, për shembull, me një rritje ose ulje graduale të lehtë të ngarkesës.
Dinamik qëndrueshmëria e sistemit energjetikkarakterizon aftësinë e sistemit për të ruajtur sinkronizmin pas ndryshimeve të papritura dhe të menjëhershme në parametrat e modalitetit ose në rast aksidentesh në sistem (qarqe të shkurtra, ndërprerje të shpeshta të gjeneratorëve, linjave ose transformatorëve). Pas këtyre shqetësimeve të papritura në funksionimin normal, në sistem ndodh një proces kalimtar, pas të cilit duhet të ndodhë përsëri mënyra e vendosur e funksionimit pas aksidentit.
Janë këto ndërprerje të papritura në funksionimin e SES që çojnë në pasoja të rënda ekonomike për popullsinë dhe objektet industriale.
Energjia moderne i kushton vëmendje të madhe luftës kundër aksidenteve në linja, qarqe të shkurtra, jep një kontribut të madh edhe në fazën e projektimit të SES të qyteteve dhe ndërmarrjeve.
Të dhënat fillestare
Skema e llogaritjes është paraqitur në Figurën 1.
Figura 1 - Diagrami i sistemit të transmetimit të energjisë
Të dhënat fillestare për llogaritjen e detyrës së parë dhe të dytë merren nga tabela në përputhje me numrin e opsionit.
Të dhënat teknike të transformatorëve:
lloji i transformatorit,
Limitet MVAL të rregullueshme
vaniya, %, kV
mbështjellje, %
% VNTDC-250000/110250-11013.8; 15,75; 1810.56402000.5TDTS-630000/110630-1102010.59003200.45
Parametrat e linjës ajrore me qark të dyfishtë
markë teli,
om/km gjatësi
l, kmU, kV AS-3300.1070.3670.3820.3301.3890.931300110
Figura 2 - Diagrami i sistemit për llogaritjen e rënies maksimale të tensionit në gomat e një motori asinkron
Të dhënat fillestare për llogaritjen e detyrës së tretë merren nga tabela e mëposhtme në përputhje me numrin e opsionit.
Të dhënat teknike të motorit asinkron
Lloji i të dhënave të vlerësuara Karakteristikat e fillimitP, kWI, AN, rpm , %, kg*m 2U, kVn 0, rpm DAZO 17-39-8/1050061.574191.00.855.20.652.12886741
Parametrat CL:
Gjatësia e llojit të telit l, kmh 0, Ohm/kmAPV 1*3000.0350.099
Ne hartojmë qarkun ekuivalent të sistemit, i cili tregohet në figurën 1 dhe llogarisim rezistencat induktive të të gjithë elementëve:
Figura 3 - Diagrami ekuivalent i sistemit
jepet reaktanca induktive,
reaksioni induktiv i transformatorëve:
Rezistenca induktive e linjave të energjisë:
Të gjitha rezistencat e qarkut ekuivalent reduktohen në tensionin nominal të gjeneratorit. Rezistenca e transformatorit:
Rezistenca e linjës së energjisë:
Ne përcaktojmë rezistencën totale të sistemit:
Ne llogarisim fuqinë reaktive të vlerësuar të gjeneratorit:
Ne përcaktojmë vlerën e përafërt të EMF sinkron të gjeneratorit:
Përcaktoni vlerën e faktorit të qëndrueshmërisë statike:
Bazuar në të dhënat e llogaritjes, ne ndërtojmë një diagram vektorial.
Figura 4 - Diagrami vektorial
Rezultatet e llogaritjes janë futur në tabelën 3.
Tabela 3
MW0162312.5442541603.7625603.7541442312.51620
Figura 5 - Karakteristika e fuqisë këndore
Sistemi është statikisht i qëndrueshëm, pasi faktori i sigurisë është më i madh se 20%. Dhe kufiri i fuqisë së gjeneratorit të transmetuar në sistem arrihet në një kënd? = 900.
Ne llogarisim mënyrat me radhë.
2.1 Llogaritja e modalitetit emergjent dhe pas emergjencës në rast të një qarku të shkurtër njëfazor në pikën K-1
1.1 Modaliteti normal
1.2 Modaliteti i urgjencës
Ne hartojmë qarkun ekuivalent të sistemit me një qark të shkurtër njëfazor
Figura 6 - Qarku ekuivalent për regjimin e emergjencës me një qark të shkurtër njëfazor
Rezistenca totale e qarkut të shkurtër Х ?për një qark të shkurtër njëfazor, i barabartë me shumën e rezistencës së sekuencës negative dhe rezistencën e sekuencës zero.
Le të konvertojmë qarkun ekuivalent të sistemit me një qark të shkurtër njëfazor nga lidhja "yll" në lidhjen "delta" me anët X 1, X 2, X 3.
Rezistenca X 2 ato 3 mund të hidhet poshtë, sepse rrjedha e fuqisë e dhënë nga gjeneratori në rrjet nuk kalon nëpër këto rezistenca.
Figura 7 - Qarku ekuivalent i transformuar
Le të përcaktojmë rezistencën totale të sistemit:
Ku X?=X2?+X0? - një shant i pabalancuar i qarkut të shkurtër, i cili lidhet midis fillimit dhe fundit të qarkut të sekuencës pozitive dhe negative.
Ne përcaktojmë reaktancën induktive të sekuencës zero X0?:
Përkufizoni reaktancën induktive të sekuencës negative X2?
Ne përcaktojmë rezistencën e qarkut të shkurtër të shunt X?:
X2?+X0? \u003d 3 +0,097 \u003d 3,097 ohms
Xd? II \u003d 20,2 + 0,1 + 3,5 + 0,04 + \u003d 47 Ohm.
Ne përcaktojmë kufirin e fuqisë së gjeneratorit të transmetuar në sistem:
Duke ndryshuar vlerat e këndit nga 0 në 180 gradë, ne llogarisim vlerat përkatëse të energjisë së furnizuar nga gjeneratori në sistem duke përdorur formulën:
Rezultatet e llogaritjes janë futur në tabelën 4.
Tabela 4
Gra, MW081.3157222.3271.9303.3314303.3271.9222.315781.30
1.3 Modaliteti pas defektit
Ne hartojmë një qark ekuivalent të sistemit për modalitetin pas aksidentit.
Figura 8 - Qarku ekuivalent për modalitetin pas emergjencës me një qark të shkurtër njëfazor
Mënyra e pas-aksidentit përcaktohet nga shkëputja e një qarku të linjës së energjisë, pas së cilës rezistenca ndryshon:
Ne përcaktojmë rezistencën totale të sistemit:
Ne përcaktojmë kufirin e fuqisë së gjeneratorit të transmetuar në sistem:
Ne llogarisim vlerën e këndeve:
Totkl = +
Meqenëse linja ka mbrojtje, pas një kohe ajo do të fiket nga çelsat. Prandaj, ne zgjedhim një ndërprerës SF6 të serisë VGBE-35 - 110 me një kohë udhëtimi = 0,07 s. Duhet të sigurohen gjithashtu pajisje mbrojtëse me rele me qark të shkurtër. Ne zgjedhim stafetën aktuale RT-40 me kohën e vendosjes = 0,08 s.
0,07 + 0,08 = 0,15 s,
Gjejmë kohën e shkëputjes së qarkut të shkurtër:
Totc = 0,07 + 0,15 = 0,22 s.
29? 0.22, e cila e plotëson kushtin? Totkl
Duke ndryshuar vlerat e këndit nga 0 në 180 gradë, ne llogarisim vlerat përkatëse të energjisë së furnizuar nga gjeneratori në sistem duke përdorur formulën:
Tabela 5
Rezultatet e llogaritjes janë futur në tabelën 5.
deg0153045607590105120135150165180,
MW0140270.5382.5468.5522.6541522.6468.5382.5270.51400
Ne ndërtojmë në një plan koordinativ karakteristikat këndore të fuqisë në gjendje normale, emergjente dhe pas emergjence, në grafik tregojmë vlerën e fuqisë së turbinës Р. 0. Duke marrë parasysh vlerën e llogaritur të këndit kufizues të shkëputjes së qarkut të shkurtër ?fikur vizatoni zonat e nxitimit dhe ngadalësimit në grafik.
Figura 9 - Grafiku i karakteristikave këndore të fuqive dhe zona e nxitimit dhe ngadalësimit për një qark të shkurtër njëfazor
2.2 Llogaritja e modalitetit emergjent dhe pas emergjencës në rast të një qarku të shkurtër trefazor në pikën K-2
2.2.1 Modaliteti normal
Llogaritja e mënyrës normale u krye në problemin 1.
2.2 Modaliteti i urgjencës
Ne hartojmë qarkun ekuivalent të sistemit me një qark të shkurtër trefazor
Figura 10 - Qarku ekuivalent i sistemit për një qark të shkurtër trefazor
Me një qark të shkurtër trefazor në pikën K-2, rezistenca e ndërsjellë e qarkut bëhet pafundësisht e madhe, sepse rezistenca e qarkut të shkurtër të shuntit X ? (3) = 0. Në këtë rast, karakteristika e fuqisë së modalitetit të emergjencës përkon me boshtin e abshisës.
2.3 Modaliteti pas defektit
Qarku ekuivalent për një qark të shkurtër trefazor dhe llogaritja e modalitetit pas emergjencës janë të ngjashme me modalitetin pas emergjencës të dhënë në pikën 2.1.3
Ne llogarisim vlerën e këndeve:
Ne gjejmë këndin kufizues të fikjes së qarkut të shkurtër?
Ne llogarisim kohën kufizuese për shkëputjen e qarkut të shkurtër:
Ne zgjedhim cilësimet e duhura për funksionimin e pajisjeve të mbrojtjes rele:
Totkl = +
Meqenëse linja ka mbrojtje, pas një kohe ajo do të fiket nga çelsat. Prandaj, ne zgjedhim ndërprerësin SF6 të serisë
VGT - 110 me kohë pushimi = 0,055 s. Duhet të sigurohen gjithashtu pajisje mbrojtëse rele kundër qarkut të shkurtër. Ne zgjedhim stafetën aktuale RT-40 me kohën e vendosjes = 0,05 s.
Koha e veprimit të mbrojtjes së stafetës përcaktohet nga:
0,005 + 0,05 = 0,055 s,
Gjejmë kohën e shkëputjes së qarkut të shkurtër:
Totcl \u003d 0,055 + 0,055 \u003d 0,11 s.
17? 0.11, e cila e plotëson kushtin? Totkl
Ne ndërtojmë në një plan koordinativ karakteristikat këndore të fuqisë në mënyrat normale, emergjente dhe pas emergjencave, në grafik tregojmë vlerën e fuqisë së turbinës Р0. Duke marrë parasysh vlerën e llogaritur të këndit kufizues të lidhjes së shkurtër të ndërprerjes në grafik, ne paraqesim zonat e nxitimit dhe ngadalësimit.
Figura 11 - Grafiku i karakteristikave këndore të fuqive dhe zona e nxitimit dhe ngadalësimit me një qark të shkurtër trefazor
Për të përcaktuar stabilitetin dinamik të sistemit me një qark të shkurtër njëfazor, është e nevojshme të merren parasysh zonat e nxitimit Fac dhe frenimit Fbr. Kushti për stabilitetin dinamik të sistemit është pabarazia: Fusk? Fbr. Me sy të lirë, nga grafiku i karakteristikës këndore mund të shihet se zona e nxitimit është një renditje e madhësisë më e madhe se zona e ngadalësimit, që do të thotë se sistemi nuk është dinamikisht i qëndrueshëm. Rrjedhimisht, energjia kinetike e akumuluar nuk ka kohë të kthehet në potencial, si rezultat, shpejtësia dhe këndi i rotorit? do të rritet dhe gjeneratori do të bjerë jashtë sinkronizmit. Për të përcaktuar stabilitetin statik të sistemit, është e nevojshme të gjendet faktori i sigurisë. Duke llogaritur faktorin e sigurisë, mund të konkludojmë se sistemi është statikisht i qëndrueshëm, pasi.
Ne llogarisim parametrat e elementeve të transmetimit të energjisë dhe parametrat e ngarkesës të reduktuara në tensionin bazë U b = 6 kV dhe fuqia bazë:
Sb \u003d SAD nom \u003d,
Rezistenca e linjës:
Induktiviteti i rrjedhjes së qarkut magnetik të motorit:
Ne përcaktojmë fuqinë aktive të konsumuar në modalitetin fillestar të motorit:
Ne gjejmë rezistencën aktive të rotorit të motorit në modalitetin fillestar (qarku ekuivalent i thjeshtuar i një motori asinkron):
0392 +0,05? = ,
Le të zëvendësojmë x dhe të marrim:
05x2 - x + 0,0392 = 0;
D\u003d b2 - 4ac \u003d 12 - 4? 0,05? 0,0392 \u003d 0,99216;
Ne zgjedhim më të madhin nga rrënjët e ekuacionit dhe marrim:
Ne përcaktojmë fuqinë reaktive të konsumuar në modalitetin fillestar nga motori:
Përcaktoni tensionin në autobusët e sistemit në modalitetin fillestar:
Ne përcaktojmë tensionin në autobusët e sistemit në të cilët frenohet motori:
Ne përcaktojmë kufirin e qëndrueshmërisë statike të motorit me tension:
Të ndërtohet një karakteristikë mekanike M = f (S) sipas ekuacionit
M = , është e nevojshme të bëhet llogaritja e mëposhtme:
Përcaktoni shpejtësinë nominale të rotorit:
nom = n0? (1 - Snom) = 741? (1-0,01) = 734 rpm.
Gjetja e rrëshqitjes kritike:
kr \u003d Snom? (?? +) \u003d 0.01? (2.1+) = 0.039.
Ne përcaktojmë momentet nominale dhe maksimale (kritike) të motorit:
Mnom = = N?m,
Mmax = ?? ? Mnom \u003d 2.1? 6505.3 \u003d 13661. 4 N?m.
Për të ndërtuar një karakteristikë mekanike, ne përdorim formulën Kloss:
Pasi kemi dhënë vlera të ndryshme të rrëshqitjes S, do të gjejmë vlerat përkatëse të momentit M. Rezultatet e llogaritjes do të futen në tabelën 6.
Tabela 6
SM, N?m000,0166480,039136610,06124190,08105890,192620,251260,335020,426420,521180,617630,7153180,81
Sipas tabelës 6, ne ndërtojmë një grafik M = f (S):
Figura 12 - Grafiku i karakteristikave mekanike të një motori me induksion
Sistemi është statikisht i qëndrueshëm, pasi faktori i sigurisë së tensionit të motorit është më i madh se 20%
konkluzioni
Pas përfundimit të kësaj pune lëndore, u përpunuan dhe konsoliduan njohuritë teorike të marra gjatë semestrit për llogaritjen e llojeve të ndryshme të qarqeve të shkurtra; kontrollimi i sistemit për qëndrueshmëri statike dhe dinamike; ndërtimi i karakteristikave të fuqisë këndore dhe karakteristikave mekanike të atyre asinkronëve.
Mësoi të analizojë sistemin për stabilitet, të llogarisë mënyrat e funksionimit të sistemit para, pas dhe gjatë llojeve të ndryshme të qarqeve të shkurtra.
Mund të konkludohet se llogaritja e kalimtarëve elektromekanikë zë një nga pozicionet më të rëndësishme në llogaritjen dhe projektimin e sistemeve të ndryshme të thjeshta dhe komplekse të furnizimit me energji elektrike.
Bibliografi
1. Kulikov Yu.A. Proceset kalimtare në sistemet elektrike: Proc. kompensim. - Novosibirsk: NSTU, M.: Mir: OOO "Shtëpia Botuese AST", 2008. -
Borovikov V.N. etj Sistemet dhe rrjetet e energjisë elektrike - Moskë: Metroizdat., 2010. - 356 f.
Apollonov A.A. Llogaritja dhe projektimi i mbrojtjes dhe automatizimit rele - Shën Petersburg, 2009 - 159 f.
Tutoring
Keni nevojë për ndihmë për të mësuar një temë?
Ekspertët tanë do të këshillojnë ose ofrojnë shërbime tutoriale për tema me interes për ju.
Paraqisni një aplikim duke treguar temën tani për të mësuar në lidhje me mundësinë e marrjes së një konsultimi.
Detyra kryesore e industrisë së energjisë elektrike është furnizimi i pandërprerë dhe i qëndrueshëm me energji elektrike për konsumatorin. Është e nevojshme të përcaktohet se në cilat kushte është e mundur të sigurohet funksionimi i qëndrueshëm i gjeneratorëve, çfarë sasie të energjisë mund të transmetohet përmes linjës së energjisë, nga cilët faktorë varet stabiliteti, pse funksionimi i qëndrueshëm, paralel i gjeneratorëve sinkron që janë në funksionimi normal është i shqetësuar. Le t'i hedhim një sy këtyre pyetjeve.
Fig 7. Qarku më i thjeshtë sistemi elektrik
Për skemën e paraqitur të transmetimit të energjisë në seksionin e mëparshëm, u mor një shprehje për fuqinë elektrike në varësi të këndit midis vektorëve të emf. Eq dhe tensioni i gomave marrëse U, i cili quhet karakteristikë këndore:
Për vlerat e dhëna të Eq, U, Xd, fuqia e gjeneratorit është një funksion i këndit, dhe kjo varësi është jolineare - sinusoidale. Për plotësinë, karakteristika e fuqisë së turbinës PT vizatohet në të njëjtin grafik, dhe meqenëse nuk varet nga këndi, ajo përfaqësohet nga një vijë e drejtë.
Oriz. 8.
Bilanci i fuqisë në boshtin e gjeneratorit, d.m.th. funksionimi sinkron sigurohet kur Pg=PT , d.m.th. kur fuqia mekanike rrotulluese (forca rrotulluese) e turbinës është e barabartë me fuqinë elektromagnetike frenuese (rrotullimin) e gjeneratorit. Ky pohim rrjedh gjithashtu nga ekuacioni diferencial për lëvizjen relative të rotorit të një makine sinkrone, i konsideruar në leksionin e mëparshëm
në Pg=PT,=kons. (21)
Siç mund të shihet nga grafiku në figurën 8, kushti PG = PT plotësohet në dy pikat 1 dhe 2, të cilat korrespondojnë me këndet 1 dhe 2. Është e nevojshme të përcaktohet se në cilën nga këto pika gjeneratori do të funksionojë në mënyrë të qëndrueshme.
Supozoni se si rezultat i ndonjë ndikimi, këndi në pikën 1 devijon me një sasi të vogël. Në këtë rast, fuqia elektromagnetike e gjeneratorit dhe fuqia e transmetuar përmes linjës së transmetimit të energjisë u rritën me vlerën P1, ndërsa fuqia mekanike e turbinës nuk ndryshoi për shkak të inercisë. Gjendja e ekuilibrit të fuqive (momenteve) në bosht është shkelur, pasi (Pg1 + P1)>PT, dhe çift rrotullimi i frenimit mbizotëron në bosht, nën ndikimin e të cilit frenohet rotori i gjeneratorit. Si rezultat, këndi fillon të ulet dhe 0, dhe rotori kthehet në pikën 1, ku sigurohet ekuilibri i momenteve. Një proces i ngjashëm - kthimi në pikën 1 ndodh nëse këndi në këtë pikë zvogëlohet me.
Nëse e njëjta rritje e këndit me një vlerë ndodh në pikën 2, atëherë momenti i tepërt që ndodh në bosht do të përshpejtohet, pasi (Pg2 - P2) Prandaj, nga dy pikat 1 dhe 2, mënyra në pikën 1 është e qëndrueshme, pasi rotori kthehet në pikën e tij fillestare me devijime të vogla. Prandaj, një shenjë e stabilitetit të gjeneratorit sinkron është kthimi në modalitetin e tij origjinal. Duhet mbajtur mend se rivendosja e mënyrës origjinale ose afër saj është treguesi kryesor i funksionimit të qëndrueshëm të gjeneratorit sinkron dhe, në përputhje me rrethanat, të sistemit elektrik. Ndërsa fuqia e turbinës rritet dhe, në përputhje me rrethanat, fuqia e transmetuar përgjatë vijës sipas grafikut, rritet edhe vlera e këndit, duke iu afruar pikës 3. Kjo pikë, nga njëra anë, tregon fuqinë maksimale aktive të gjeneratorit që mund të transmetohet në m=900: ku Pm= - fuqia maksimale. Nga ana tjetër, pika është një kufi që ndan rajonet e qëndrueshme dhe të paqëndrueshme të gjeneratorit. Duhet mbajtur mend se kufijtë për ndryshimin e këndit: 0900 është zona e funksionimit të qëndrueshëm të gjeneratorit sinkron; -> 900 zona e funksionimit të paqëndrueshëm të gjeneratorit sinkron. Fuqia maksimale Pm= quhet kufiri ideal statik i fuqisë së transmetuar që i përgjigjet një tensioni konstant U, gjë që nuk është gjithmonë kështu. Në llogaritjet praktike, për të përcaktuar nivelin e qëndrueshmërisë statike (qëndrueshmëri me devijime të vogla), prezantohet koncepti i një faktori sigurie të stabilitetit statik, i cili përcaktohet nga marrëdhëniet: Vlera e Kc vendoset brenda kufijve të paktën: 20% në mënyrat normale, 8% në kushtet pas aksidentit. U konstatua se funksionimi i qëndrueshëm i gjeneratorit sinkron sigurohet nëse shenjat e rritjeve të këndit dhe fuqisë P= PT ± Pg përputhen. Pastaj për devijimet mund të shkruajmë: ose, duke kaluar te derivati: , meqenëse PT=post. Kështu, stabiliteti statik do të sigurohet kur gjendja Ky kusht është kriteri matematik qëndrueshmëria statike e një makine sinkrone. Problemi dhe thelbi i qëndrueshmërisë në turbullime të vogla reduktohet në marrjen e masave me të cilat do të plotësohet ky kusht. Ato do të diskutohen në vijim. Duhet të theksohet edhe një herë se mundësia e transferimit të fuqisë aktive përgjatë linjës së energjisë lidhet pikërisht me praninë e një këndi zhvendosjeje midis vektorëve emf. Eq dhe tensionet e sistemit marrës U, me fjalë të tjera, këndi i zhvendosjes midis vektorëve të tensionit në skajet e transmetimit. Kështu, një ndryshim në hyrjen e një transportuesi energjie (avulli ose uji) në turbinat e një stacioni transmetues dhe fuqia e tyre mekanike reflektohet në modaliteti elektrik transmetimi duke ndryshuar këndin, i cili është një vlerë që karakterizon si stabilitetin e transmetimit ashtu edhe mënyrën e tij kufizuese. Masat për të siguruar kufirin e qëndrueshmërisë statike të sistemit elektrik Për të shmangur shkeljet e stabilitetit statik të sistemit elektrik, duhet të plotësohen kushtet e mëposhtme: Fuqia maksimale e transmetuar përmes linjave të energjisë nuk duhet të kalojë vlerat maksimale të lejueshme, e cila është e barabartë me vendosjen e këndeve maksimale të zhvendosjeve të rotorëve të gjeneratorit; Nivelet e stresit, veçanërisht në nyjet e ngarkesës, nuk duhet të bien nën nivelin e lejuar. Këto kushte sigurohen si gjatë funksionimit të sistemit elektrik ashtu edhe gjatë projektimit të tij me zgjedhjen e pajisjeve të përshtatshme, pasi parametrat e tyre duhet të zgjidhen në bazë të këtyre kërkesave. Vlera e marzhit të qëndrueshmërisë statike për shkak të kushteve të mësipërme ka një të konsiderueshme vlerë praktike, dhe sigurimi dhe rritja e tij varen nga shumë faktorë. Le të shqyrtojmë më të rëndësishmet prej tyre. Le të jepet një diagram i thjeshtë i sistemit elektrik Fig 9 Diagrami më i thjeshtë i një sistemi elektrik.
Figura 10. Diagrami ekuivalent i sistemit elektrik
Fuqia e transmetuar nga gjeneratori përcaktohet nga shprehja: Nëse nuk merren parasysh rezistencat aktive të elementeve rrjeti elektrik(ri=0) kjo formulë është thjeshtuar Nga struktura e formulës mund të shihet se duke ndikuar ose ndryshuar vlerat e përfshira në Pm, është e mundur të rritet karakteristika maksimale ose, e njëjta gjë, të rritet fuqia maksimale e transmetuar dhe në këtë mënyrë të rritet marzhi i qëndrueshmërisë statike. , i përcaktuar nga relacioni: Le t'i shqyrtojmë veçmas dhe të përcaktojmë mundësitë e ndryshimit të tyre. Le të fillojmë me reaktancat induktive. rezistencës. Rezistenca e transformatorëve dhe ndryshimi i tyre shoqërohen me karakteristikat e projektimit pajisja, pra, gjatë periudhës së funksionimit, një transformator pune në llogaritjet e qëndrueshmërisë statike përfaqësohet nga një rezistencë e caktuar, e përcaktuar nga të dhënat nominale: fuqia, tensionet qark i shkurtër hapat etj. Rezistenca e linjave të energjisë të përfshira në formulë mund të ndryshojë në rast të shkëputjes së një prej qarqeve, pjesëve dhe seksioneve. Meqenëse Xl përfshihet në emëruesin e shprehjes së fuqisë, përkatësisht, maksimumi i karakteristikës këndore ndryshon: kur një prej qarqeve është i fikur, vlera e tij zvogëlohet nga Pm1 në Pm2, dhe vlera e këndit që korrespondon me modalitetin normal. rritet nga 1 në 2. Për të rritur Pm, shtohet një qark i ri. Figura 11. Duhet të theksohet se rritja e numrit të qarqeve paralele të një linje energjie për të rritur fuqinë maksimale të transferueshme dhe marzhin e qëndrueshmërisë statike është një ndërmarrje e shtrenjtë. Prandaj, në linjat e gjata, ata përdorin (përveç kalimit në një klasë të tensionit më të lartë) ndarjen e telave fazor të linjave të energjisë. Siç e dini, rezistenca specifike induktive e linjës, e lidhur me 1 km, përcaktohet nga: ku Dav është distanca mesatare gjeometrike midis telave të fazave, re është rrezja ekuivalente. Ulja e rezistencës induktive të linjës gjatë ndarjes së telave të fazës shpjegohet me rishpërndarjen e fushave magnetike të telave: fushat midis telave të ndarë dobësohen dhe detyrohen të dalin jashtë, sikur të rritet seksioni kryq i telit në konsumi i njëjtë i metalit. Duhet të theksohet se çdo tel shtesë, kur ndahet, jep gjithnjë e më pak efekt shtesë. Për shembull, me dy tela në fazë, reaktanca induktive zvogëlohet me 19%, me tre - me 28%, me katër - me 32%, etj. Vlerat e reaktancës induktive specifike gjatë ndarjes variojnë nga 0,410,42 ohm/km në 0,26 0,29 ohm/km. Teli i fazës është i ndarë në dy, tre, katër dhe më shumë telat e lidhur paralelisht. Për shembull, në një tension të linjës prej 330 kV - 2 tela në një fazë, 500 kV - 3 tela, 750 kV - 5 tela dhe 1150 kV - 8 tela në një fazë. Prandaj, një masë e tillë çon në një rritje të fuqisë maksimale të transmetuar pa rritur konsumin e materialit teli, pasi seksioni kryq i tij total nuk rritet. Marrja parasysh e ngarkesës me një rezistencë konstante rrit rezistencën totale dhe për këtë arsye zvogëlon karakteristikën maksimale. Gjeneratori sinkron ka rezistencën më të madhe induktive. Ekziston një lidhje e caktuar midis vlerave të parametrave të makinës dhe kostos së tyre, pasi rezistenca induktive përcaktohen nga vlerat e ngarkesave elektromagnetike. Zvogëlimi i reaktancave induktive të një gjeneratori sinkron, veçanërisht Xd është një mënyrë jashtëzakonisht e vështirë dhe e shtrenjtë, e shoqëruar me një rritje të dimensioneve të makinës dhe një ulje të koeficientit. veprim i dobishëm. Le ta shqyrtojmë këtë pyetje në më shumë detaje. Siç dihet, vlerat e reaktancave induktive sinkrone janë në përpjesëtim të kundërt me madhësinë e hendekut të ajrit të makinës. ku është hendeku i ajrit. Në të njëjtën kohë, Xd është gjithashtu në përpjesëtim të zhdrejtë me rrymën e ngacmimit Nga këto marrëdhënie mund të shihet se për të zvogëluar rezistencën induktive sinkrone, është e nevojshme të rritet hendeku i ajrit dhe rryma e ngacmimit, e cila është e nevojshme për të krijuar një shtesë. fluksi magnetik duke siguruar rritje proceset energjetike. Rrjedhimisht, në këtë rast, bëhet e nevojshme të rritet fuqia e ngacmimit, të forcohet mbështjellja e ngacmimit dhe mbështjelljet e tjera, gjë që shoqërohet me një rritje të konsumit të materialit. Për shkak të vështirësisë së vendosjes së mbështjelljes së ngacmimit, kjo do të çojë në një rritje të dimensioneve të gjeneratorit. Prandaj, në përgjithësi, një rënie në Xd dhe Xq do të çojë në një rritje të kostos së makinës. Reduktimi i induktancave kalimtare Xd", Xq" të një gjeneratori sinkron është i mundur duke rritur densitetin e rrymës në mbështjellje, gjë që çon në një rritje të humbjeve, një ulje të efikasitetit, një rritje të peshës së gjeneratorit dhe, në përputhje me rrethanat, kostoja e gjeneratorit. Problemet e vërejtura janë veçanërisht të rëndësishme kur krijohen gjeneratorë sinkron modernë, shumë të përdorur, me një kapacitet prej 200-1200 MW. Më efektive është përdorimi i ARV-ve lloje të ndryshme, me ndihmën e së cilës në thelb bëhet kompensimi i induktancave sinkrone dhe kalimtare të gjeneratorëve. Ndryshimi E.m.f gjenerator (në këtë rast Eq) çon në një ndryshim në dy parametra të rëndësishëm: faktorin e tij të fuqisë dhe tensionin në gomat e makinës. Gjeneratorët sinkronë modernë shumë të përdorur prodhohen me faktor nominal të lartë të fuqisë cos = 0.9-1. Një rritje në faktorin e vlerësuar të fuqisë, në një fuqi aktive të caktuar, çon në një ulje të fuqisë reaktive të vlerësuar, dimensioneve dhe kostos së gjeneratorit, pasi kjo zvogëlon fuqinë totale të makinës () dhe, rrjedhimisht, konsumin e aktivit dhe material strukturor do të jetë më pak. Nga ana tjetër, një rritje në cos çon në një ulje të emf. Eq, e cila zvogëlon kufirin e qëndrueshmërisë statike. Për më tepër, gjatësia ekonomike optimale e transmetimit të fuqisë reaktive të gjeneruar nga gjeneratori është e kufizuar nga një distancë prej (25-70) km. Fuqia reaktive e kërkuar për ngarkesën duhet të gjenerohet në pikën e konsumit. Ndryshimi në tensionin e gjeneratorit varet nga ngarkesa e tij dhe për ta mbajtur atë në nivelin e kërkuar, për shembull, nominal, në një gamë të gjerë ndryshimesh të ngarkesës, është i nevojshëm një ndryshim në emf. gjeneratori duke ndryshuar rrymën e tij të ngacmimit. Ky problem zgjidhet me sukses nga lloje të ndryshme të ARV-ve, të cilat në thelb kompensojnë rezistencën e brendshme të gjeneratorit. Për shembull, në prani të ARV-ve, rezistenca e brendshme e gjeneratorit sinkron ndaj zbarave të skajit fillestar, duke përfshirë rezistencën e transformatorit XT1, mund të kompensohet me rregullimin e duhur të ngacmimit të gjeneratorit, duke siguruar tensionin UГ= konst. Karakteristika maksimale këndore në këtë rast mund të përcaktohet nga relacioni Për krahasim, karakteristikat këndore janë dhënë për lloje të ndryshme të ARV (Fig. 12) Figura 12 Siç mund të shihet nga formula e fuqisë aktive (28), vlera e saj përcaktohet nga produkti i emf. alternatori dhe tensioni i sistemit, ose më shumë pamje e përgjithshme varet nga katrori i tensionit. Prandaj, në përafrimin e parë, mund të supozojmë se një rritje e dyfishtë në tensionin e linjës është e barabartë me një rritje katërfish në numrin e qarqeve të transmetimit. Nga kjo rrjedh se rritja e tensionit të transmetimit për të rritur fuqinë maksimale të transmetimit është më ekonomike sesa rritja e numrit të qarqeve të transmetimit. Kompensimi gjatësor dhe tërthor i parametrave të linjës së energjisë janë gjithashtu masa për rritjen e fuqisë maksimale të transferueshme dhe rritjen e marzhit të qëndrueshmërisë statike. Kompensimi gjatësor nënkupton lidhjen serike të kondensatorëve në linjë, në të cilën vlera e rezistencës zvogëlohet nga Xl në (Xl-Xs) ku Xs është kapaciteti i kondensatorit. Kjo masë është veçanërisht efektive për linjat e gjata të transmetimit. Kompensimi i kryqëzuar është një kompensues sinkron i lidhur me linjën e transmetimit përmes një transformatori. Duke ruajtur tensionin në pikën e lidhjes, SC në thelb ka efektin e zvogëlimit të gjatësisë së linjës dhe, në përputhje me rrethanat, rezistencës së saj. Aktualisht, përdoren burime shumë efikase, me shpejtësi të lartë statike reaktive (SRPS) me një kohë përgjigjeje (0,02 orë 0,06) sek. Këto pajisje kanë një reaktor të rregullueshëm dhe një kondensator të parregulluar, si dhe një sistem kontrolli. Përveç rritjes së fuqisë, ata kryejnë një gamë të gjerë detyrash, kryejnë rregullimin faza pas hapi të parametrave të modalitetit, shtypin mbitensionet, rregullojnë tensionet në një gamë të gjerë dhe rrisin kufirin e stabilitetit statik dhe dinamik. Familja e kompensuesve përfshin gjithashtu reaktorë të rregullueshëm dhe të parregulluar që kompensojnë kapacitetin e linjave të energjisë dhe ruajnë tensionin në pikën e lidhjes për shkak të karakteristikës së ngopjes jolineare të bërthamës. Është e nevojshme të kujtojmë edhe një herë se kriteri për qëndrueshmërinë statike të një gjeneratori sinkron është gjendja dhe në fuqinë maksimale të transmetuar Pm, fuqia sinkronizuese bëhet e barabartë me zero. Prandaj, në kushtet praktikeështë e pamundur të transmetohet kjo fuqi, sepse shtytja më e vogël e ngarkesës në EPS bën që gjeneratori të dalë jashtë sinkronizmit, prandaj fuqia normale e transmetuar P0 duhet të jetë më e vogël se Pmax. Dhe vlera e tij do të përcaktohet në bazë të faktorit të sigurisë së stabilitetit statik të sistemit. Nga sa më sipër, mund të konkludohet në vijim: Kufiri ideal i fuqisë së transmetimit është fuqia maksimale e transmetuar në sistem duke supozuar një tension konstant në autobusët fundorë marrës. Kriteri i qëndrueshmërisë statike sistemi më i thjeshtëështë pozitiviteti i derivatit të fuqisë së transmetuar në lidhje me këndin ndërmjet emf-së së gjeneratorëve dhe tensionit të skajit marrës të transmetimit. Faktori i qëndrueshmërisë statike tregon se me çfarë sasie është e mundur të rritet fuqia e transmetuar nga stacioni në rrjet për të parandaluar cenimin e stabilitetit të sistemit elektrik. 4. Kontrollorët modernë të ngacmimit automatik (ARV-s, ARV-p) mund të kompensojnë rezistencat induktive të elementeve, duke përfshirë rezistencat induktive të një gjeneratori sinkron, për shkak të rregullimit efektiv të sistemit të ngacmimit në varësi të parametrave të sistemit elektrik. modaliteti. Duke vlerësuar të gjitha masat e mësipërme për rritjen e kufirit të fuqisë statike, mund të konkludojmë se më ekonomike janë masat që synojnë ruajtjen e një tensioni konstant në terminalet e gjeneratorëve dhe në autobusët e ngarkesës. Përdorimi i llojeve të ndryshme të AVR në gjeneratorë dhe burime moderne statike me shpejtësi të lartë të fuqisë reaktive është praktikisht masa më racionale dhe ekonomike për rritjen e kufijve të fuqisë së transmetuar dhe kufirit të qëndrueshmërisë statike, si për një transmetim të veçantë ashtu edhe për sistemi elektrik në tërësi.
