Электр жүйелеріндегі тұрақтылық стабилділігі: Анықтама себептері және жетістіру әдістері

Тұрақты режимдік стабилділіктің анықтамасы

Тұрақты режимдік стабилділік - бұл электр энергиялық жүйесінің кішкентай әсерлерден кейін бастапқы өзара жұмыс шартын сақтау немесе әсерлер тұрғызып келе жатқанда бастапқы шартқа жақын болатын шартқа жету мүмкіндігі. Бұл концепция энергиялық жүйелердің планлауы мен құрылымдық есебіне, арнайы автоматты басқару құрылғыларының өнертеңдігіне, жаңа жүйе компоненттерінің эксплуатацияға қоюына және өзара жұмыс шарттарын өзгертуге маңызды.

Тұрақты режимдік стабилділік шектерін бағалау энергиялық жүйелерді анализдау үшін қажетті, олар өзара жұмыс шарттарымен берілген системаның жұмысын тексеру, стабилділік шектерін анықтау, уақытша процестерді сапалық түрде бағалау және арнайы әрекетті система мен оның басқару құрылғыларының түрлері, басқару режимдері, әрекетті және автоматтандыру системаларының параметрлерін ескере отырып жүргізіледі.

Стабилділік талаптары стабилділік шектерімен, тұрақты режимде электр энергиясының сапасымен және уақытша жұмыс істеу шарттарымен анықталады. Тұрақты режимдік стабилділік шегі - бұл системаның белгілі бір нүктесі арқылы өтетін максималды өткізу деңгейі, ол өткізу деңгейін арттыру кезінде стабилділікті жеңілдетпеуден қорғау үшін қолданылады.

Энергиялық жүйелерді анализдау кезінде бір бөлікке түсіп отырған барлық машиналар бір үлкен машина ретінде қарастырылады, олар бірдей автобусқа тікелей қосылмағанда да, бірдей автобусқа бөлінген және үлкен реактивті индуктивтік қарсылықтармен бөлінген болса да. Жүйелердің масштабы әдетте тұрақты напряжение есептеледі және шексіз автобус ретінде моделденеді.

Генератор (G), өткізу линиясы және синхронды мотор (M) қолданылатын жүйені ескереңіз.

Төмендегі теңдеу генератор G және синхронды мотор M қолданылғанда өткізілетін өткізу деңгейін береді.

Төмендегі теңдеу генератор G және синхронды мотор M қолданылғанда өткізілетін максималды өткізу деңгейін береді

Мұнда A, B және D - екі терминалды машиналың жалпыланған тұрақтылары. Бұл теңдеу ваттта өткізу деңгейін береді, фазаға қатысты есептелген - қолданылатын напряжменттер фаза напряжменттері болса.

Жүйенің стабилділігін жою себептері

Синхронды моторды шексіз автобустың қосылуын, тұрақты жылдамдықта жұмыс істейтінін ескереңіз. Оның енгізілген өткізу деңгейі шығыс өткізу деңгейі мен жойылымдарға тең. Егер моторға ең кіші құбылыс қосылса, мотордың шығыс өткізу деңгейі артады, ал енгізілген өткізу деңгейі өзгеріссіз қалады. Бұл мотордың жылдамдығының қауіпті түрде азайуына әкеледі.

Кауіпті түрде мотордың жылдамдығы азайғанда, мотордың ішкі напряжменті мен системаның напряжменті арасындағы фаза бұрышы артады, дәл ол уақытта электр энергиясының енгізілген өткізу деңгейі шығыс өткізу деңгейі мен жойылымдарға тең болады.

Бұл кезеңде, мотордың электр энергиясының енгізілген өткізу деңгейі механикалық құбылыстан аз болғандықтан, қажетті өткізу деңгейі айналу жүйесінің сақталған энергиясынан алынады. Мотор теңсіздік нүктесінің айналуына байланысты жылдамдығында осцилляция жасайды және соңында тоқтап қалуы немесе синхронизациясын жоюы мүмкін.

Егер жүк үлкен болып қоюлса немесе жүк өте тез қоюлса, жүйе де стабилділігін жоиды.

Төмендегі теңдеу мотордың өсуі мүмкін максималды өткізу деңгейін сипаттайды. Бұл максималды жүк тікелей өткізу бұрышы (δ) жүк бұрышы (β) мен тең болғандағы ғана қол жетімді. Жүк бұл шарт қанағаттандығына дейін өсуге болады; бұл нүктеден әрі, қосымша жүк өсіп кетсе, машина өткізу деңгейін жеткіліксіз өткізу себепті синхронизациясын жоиды.

Өткізу деңгейінің жеткіліксіздігі айналу жүйесінің сақталған энергиясынан қамтиды, ол жылдамдықты азайтуға әкеледі. Өткізу деңгейінің жеткіліксіздігі үлкен еді, онда бұрыш қатарынан өтіп, мотор тоқтап қалады.

Берілген δ үшін, мотор және генератор өткізген өткізу деңгейінің айырмашылығы линияның жойылымдарына тең. Егер линияның қарсылық және параллель қабылдауын есептеу қажет болмаса, альтернатор мен мотор арасында өткізілетін өткізу деңгейі мына түрде өрнектеледі:

Мұнда, X - линияның реактивті қарсылығы

• V_G - генератордың напряжменті

• V_M - мотордың напряжменті

• δ - Жүк бұрышы

• P_M - мотордың өткізу деңгейі

• P_G - генератордың өткізу деңгейі

• P_max - максималды өткізу деңгейі

Тұрақты режимдік стабилділік шектерін жақсарту әдістері

Альтернатор мен мотор арасында өткізілетін максималды өткізу деңгейі алдын ала өзара ЭДС продуктісіне пропорционалды, ал линияның реактивті қарсылығына пропорционал түрде кері пропорционалды. Тұрақты режимдік стабилділік шектерін жақсарту үшін екі негізгі пішін қолданылады:

• Генератордың, мотордың немесе екеуінің де әрекетті қозғауын арттыру
  Әрекетті қозғауын арттыру машиналардың ішкі ЭДС-ін арттырады, олардың арасында өткізілетін максималды өткізу деңгейін арттырады. Сондай-ақ, жоғары ішкі ЭДС-тер жүк бұрышын (δ) азайтады.

• Перенос қарсылығын азайту
  Перенос қарсылығын төмендету үшін:

• Байланыс нүктелері аралығында параллель өткізу линиялары қосу;

• Бундли проводтар қолдану, олар линияның реактивті қарсылығын азайтады;

• Линияда сериялық конденсаторлар қолдану.

Сериялық конденсаторлар өзгеше жоғары напряжментті (EHV) линияларда өткізу деңгейін жақсарту үшін қолданылады және 350 км-нан астам қашықтықтар үшін экономикалық ыңғайлы болады.