Настроечных параметров

3. Место короткого замыкания выбирается в зависимости от назначения расчета (для выбора высоковольтных выключателей, разъединителей, разрядников, схем электростанций и подстанций; выбора и настройки устройств релейной защиты и автоматики, а также определения влияния на линии связи и т. д.) [1.8, 1.11, 1.19, 1.20,5.2, 5.4].

г) проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;

Практические критерии устойчивости неприменимы при анализе, направленном на выбор настройки устройств регулирования, устройств системной автоматики, и других задачах, когда выявляется возможность возникновения самораскачивания и пути его предотвращения. В этих случаях необходимо нахождение характеристического уравнения системы дифференциальных уравнений, дающих математическое описание всех систем регулирования, генерации передачи и потребления электрической энергии. Задачи, возникающие здесь, имеют общие моменты с задачами синтеза систем регулирования, так как в них требуется отыскание путей реализации регулятора с заранее заданными свойствами, задачами оптимизации систем регулирования по тем или иным показателям (например, по быстродействию).

г) проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;

Большое разнообразие расчетных условий встречается при выполнении расчетов для выбора и настройки устройств релейной защиты и автоматики. В них устанавливаются исходные предшествующие режимы заданной системы, число и расположение заземленных нейтралей, виды повреждений, последовательность отключения поврежденного участка и т. п.

Поэтому для современных электрических систем оценка установившегося режима короткого замыкания в указанном выше смысле является весьма условной. Тем не менее знакомство с ним очень полезно, так как здесь можно получить в наглядной форме ряд практически важных представлений и соотношений. К расчету таких режимов, в частности, прибегают при подготовке Проводимых испытаний в условиях эксплуатации, когда Для их осуществления выделяют один или несколько генераторов. Помимо того, подобные расчеты проводят для настройки устройств некоторых видов релейной защиты (например, токовые защиты генератора и др.). Отметим еще одно обстоятельство. Тепловой эффект тока короткого замыкания до сих пор часто определяют как эквивалентный нагрев установившимся током короткого замыкания в течение так называемого фиктивного времени, для нахождения которого служат специальные кривые. 92

3) проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;

г) проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;

При долгосрочном планировании формируется баланс мощности и электроэнергии на месяц и год вперед, рассчитываются нормальные режимы типовых дней, исследуются возможные аварийные ситуации: рассчитываются токи к, з., проверяется устойчивость параллельной работы, выбираются параметры настройки устройств релейной защиты и автоматики, рассчитываются оптимальные режимы по активной и реактивной мощности, оптимизируются графики срабатывания водохранилищ каскадов ГЭС, капитальных ремонтов основного энергетического оборудования и распределения выработки электроэнергии между электростанциями.

Предложенные методы настройки, описанные выше, в ряде случаев дают положительные результаты. Однако рост сложности современных энергосистем предъявляет все более высокие требования к качеству и быстроте настройки устройств автоматического управления и регулирования, в особенности АРВ с. д.

Электрические режимы (ЭлР). Планирование электрических режимов состоит в определении состава устройств компенсации реактивной мощности и загрузки генераторов по реактивной мощности, а также состава и настройки устройств противоава-рийной автоматики (ПА), обеспечивающих реализацию заданного ЭнР (как указано выше, планирование ЭнР, в свою очередь, осуществляется с учетом ограничений, вытекающих из разработок ЭлР). Оптимизация ЭлР состоит в определении состава и загрузки устройств компенсации реактивной мощности, коэффициентов трансформации регулируемых трансформаторов и загрузки по реактивной мощности генераторов при заданной генерации активной мощности, активной и реактивной нагрузки каждого узла и задаваемых допустимых уровней напряжения узлов, соответствующих минимуму потерь активной мощности в энергосистеме.

Основной особенностью динамических свойств электрической системы является зависимость характера движения от исходных режимов, величин возмущений (начальных отклонений и скоростей координат) и от настроечных параметров устройств регулирования, устанавливаемых в основ-.ных элементах энергосистемы (турбинах и генераторах электростанций, источниках реактивной мощности на подстанциях и др.).

Колебательное (периодическое) нарушение статической устойчивости в нагруженных регулируемых системах характеризуется медленным нарастанием амплитуды колебаний режимных параметров. Окончательное поведение системы зависит от настроечных параметров устройств регулирования. Оно может быть двояким: либо колебательное нарушение синхронной динамической устойчивости, либо установление незатухающих синхронных качаний.

Динамические свойства регулируемой системы более разнообразны, чем нерегулируемой, и зависят как от начальных возмущений, так и от настроечных параметров автоматических регуляторов возбуждения генераторов — АРВ. Последние вносят в систему диссипацию (рассеяние энергии), которая в зависимости от настройки АРВ может вводить как положительное, так и отрицательное демпфирование.

В § 8.4 проиллюстрированы динамические свойства электрической системы с АРВ, приведены примеры разделения области настроечных параметров АРВ сильного действия на области различных динамических свойств, которые проиллюстрированы осциллограммами, приведены пример расчета опасных и безопасных границ периодической устойчивости и пример выделения внутри области статической устойчивости зон с различными показателями качества переходных процессов.

В § 8.2 приведены иллюстрации качественных особенностей динамических свойств простой электрической системы в зависимости от ее идеализации, от величины возмущения, способа регулирования возбужденных и настроечных параметров АРВ.

Пример 8.3. Приведем иллюстрацию динамических свойств простой электрической системы с АРВ эквивалентного синхронного генератора. Динамические свойства регулируемой системы более разнообразны, чем нерегулируемой (пример 8.2), и зависят не только от начальных возмущений, но и от настроечных параметров АРВ. Это связано с тем, что регулируемая система обладает свойством авто-колебательности и диссипативности. Дадим физическое толкование этим свойствам.

из трех частей: из колебательной части, из некоторого источника энергии, управляемого колебательной системой, воздействие которого на систему компенсирует потери и приводит к нарастающим колебаниям, и из ограничителя, переводящего эти нарастающие колебания в стационарное состояние. Регулируемая электрическая система содержит все эти три части: колебательную — ротор синхронной машины, источник энергии — возбудитель и управление (АРВ — возбудитель), осуществляемое от параметров синхронного генератора и имеющего ограничение выходной величины [потолок возбуждения — Fmax(ege)]. Автоматическое регулирование возбуждения вносит в колебательную систему диссипацию, величина и знак которой зависят от настроечных параметров АРВ. При некоторых настроечных параметрах АРВ отрицательное демпфирование, вносимое АРВ, компенсирует положительное естественное демпфирование, обусловленное свободными переходными процессами в контурах ротора, и система оказывается на периодической границе статической устойчивости.

Статическую устойчивость регулируемой электрической системы часто характеризуют [1, 5] областью статической устойчивости в координатах настроечных параметров АРВ. При таком подходе не только получают ответ на вопрос, устойчива ли система, но и решают задачу частичного синтеза, определяя совокупность настроечных параметров, обеспечивающих статическую устойчивость. Если область устойчивости отсутствует, то это значит, что в рассматриваемом режиме при заданных параметрах системы и законе регулирования статическую устойчивость обеспечить нель« зя. Если область устойчивости существует и она достаточно

производным режимного параметра П. Заметим, что при численном задании коэффициентов принимаем за единицу возбуждения величину, обеспечивающую номинальное напряжение генератора в режиме холостого хода, за единицу режимного параметра — UHOM, /Вом, 6, рад, и т.д. Динамические свойства в регулируемой электрической системе, зависящие как от настроечных параметров АРВ, так и от величины начальных возмущений, иллюстрируются фазовыми траекториями и протеканием переходных процессов во времени ( 8.5) для выделенных точек /—VII ( 8.4) области статической устойчивости.

8.4. РАЗДЕЛЕНИЕ ПЛОСКОСТИ НАСТРОЕЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ АРВ НА ОБЛАСТИ РАЗНЫХ 'ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

В § 8.2 описаны и качественнб проиллюстрированы динамические свойства электрической системы в зависимости от ее идеализации. Наибольший интерес представляет автоматически регулируемая электрическая система. Для нее разработана методика разделения плоскости настроечных параметров АРВ на области разных динамических свойств электрической системы [12], примеры применения которой изложены в настоящем параграфе. Динамические свойства регулируемой системы иллюстрируются реальными осциллограммами. Примеры и иллюстрации приведены для простой электрической системы, генераторы которой снабжены автоматическим регулятором возбуждения сильного действия, регулирующим по отклонению и по первой и второй производным того или иного режимного параметра П.