Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

157 страниц

Купить РД 34.20.578-77 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Методические указания предназначены для специалистов проектных институтов и эксплуатирующих организаций Минэнерго СССР

 Скачать PDF

Оглавление

Глава 6. Устойчивость нагрузки

     6.1. Статическая устойчивость нагрузки

     6.2. Динамическая устойчивость нагрузки

     6.3. Устойчивость двигателей при асинхронном режиме в энергосистеме

Глава 7. Устойчивость слабых межсистемных связей

     7.1. Общие указания

     7.2. Особенности расчета статической устойчивости

     7.3. Особенности расчета динамической устойчивости

     7.4. Особенности расчетов ресинхронизации

     7.5. Особенности расчетов устойчивости с помощью АВМ

     7.6. Определение надежности режима работы слабых межсистемных связей и методика выбора запасов устойчивости

Глава 8. Самовозбуждение и самораскачивание в энергосистемах

     8.1 Общие указания

     8.2. Самовозбуждение в простейшей энергосистеме

     8.3. Самораскачивание в энергосистемах

Глава 9. Применение ЦВМ для анализа устойчивости

     9.1. Общие указания

     9.2. Расчет установившихся режимов при анализе устойчивости энергосистемы

     9.3. Расчет предела статической устойчивости сложной энергосистемы

     9.4. Расчеты динамической устойчивости в электромеханических переходных процессах

     9.5. Применение метода статистических испытаний для анализа влияния случайных погрешностей исходной информации и реализации результатов расчета устойчивости на ЦВМ

Глава 10. Проведение натурных испытаний и их использование для анализа устойчивости энергосистем

     10.1 Общие указания

     10.2. Экспериментальное определение пределов статической устойчивости

     10.3. Экспериментальное определение динамической устойчивости

     10.4. Экспериментальное определение результирующей устойчивости

     10.5. Экспериментальное определение характеристик и устойчивости нагрузки

     10.6. Определение статизма и инерционной постоянной энергосистемы

     10.7. Особенности экспериментального определения устойчивости слабых межсистемных связей

     10.8. Измерения и регистрация электрических величин при испытаниях

     10.9 Анализ результатов испытаний

Приложение 10. Пример расчета запаса по статической устойчивости

Приложение 11. Уравнение асинхронных двигателей без учета электромагнитных переходных процессов

Приложение 12. Параметры эквивалентного асинхронного двигателя

Приложение 13. Методика экспериментального определения эквивалентных параметров и статистических характеристик энергосистем

Приложение 14. Примеры расчета условий самовозбуждения генераторов

Приложение 15. Система комплексного моделирования на ЦВМ электрических режимов энергосистем с программно—диспетчерской автоматизацией расчетов и обработки информации

Приложение 16. Краткая характеристика ряда программ для расчетов устойчивости энергосистем

Приложение 17. Пример расчета динамической устойчивости энергосистемы с учетом влияния неточности исходной информации

Приложение 18. Основные технические данные турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов

 
Дата введения01.01.2019
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.01.2019

Этот документ находится в:

Организации:

24.03.1977УтвержденМинэнерго СССР
ИзданСПО Союзтехэнерго1979 г.
РазработанВГПИ и НИИ Энергосетьпроект
РазработанМЭИ
РазработанВНИИЭ

Procedural Guidelines for the Determination of Energy System Stability Part - 2

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
Часть II

С0ЮЗТЕХЭНЕРГ0 МОСКВА 1979

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Часть II

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА И ИНФОРМАЦИИ СОЮЗТЕХЭНЕРГО МОСКВА    Ш7‘1

-10 -


2) Уравнения балансов мощностей в узлах нагрузки


п+т $р,

& дд,


LK


K:j дЕК К=П+1 дик

А Рci А Рас L ' ®3


(6.3)


п+т

L

к=1

ddi

Ц,

где P[ t

«1

Phu

®Hi

Pci >

• ®ci

A

Pci-

A

Qci =

p .

rac i>

®aci

jcl    uucL

мощности экви вале]

узла нагрузки I ;


L* К% дЕк "** ^ длк dUL

~^cL ~A^ci =0>

соответственно активная и реактивная h подтекаадие от энергосистемы к узлу I (с = л + /, -.,, п +т); мощности составляющей нагрузки узла L статическими характеристиками; мощности эквивалентного синхронного д} узла нагрузки L ;


(6.4)


дР,


а


да,


+ dPpL с + lfcLA п -

“ . A^cl ffrJ. >


CL


за,


и


дЫ лЧ ■

WiJi


ml $s.


dlfL


- II -

Si - скольжение асинхронного двигателя.

3) Уравнения переходных процессов в эквивалентных двигателях узлов нагрузки.

Синхронные двигатели:

дРс,

Л

> (6.5)

(<1 , . П —§L +    )    Д    S    ■    + (tj ■ 0

+!Lql)a[ .

«а'а

{ *°‘pd6CL    а    ic/oiPdEci

Vf, . p —!L+3l&)bU.=

^doil3 щ gij. J t

Уij (p)A/J[j ;    X

где § , - угол между векторами ЭДС [ . двигателя и напряжения L UL узла;

SL - угол вектора JJ-L относительно синхронной оси ( L = = п +    ,    л    +т).

Асинхронные двигатели:

<7.    ^    +    1    4    Ц    =0.    (6.6)

1 dsL    dVL L

С помощью приведенных уравнений анализ статической устойчивости энергосистемы с учетом характеристик нагрузки можно выполнять любыми известными методами с применением алгебраических или частотных критериев устойчивости.

6.1,10. Анализ статической устойчивости энергосистемы можно существенно упростить, если предположить, что нарушение устойчивости происходит апериодически, без самораскачивания. Последнее обычно имеет место в тех случаях, когда причиной неустойчивости системы является неустойчивость нагрузки, проявляющаяся в виде апериодического процесса - лавины напряжения» В этих случаях условием устойчивости системы является положительность свободного члена характеристического уравнения    @)    -

В общем случае условие 0 является необходимым, но

- 12 -


недостаточным условием статической устойчивости и дает несколько завышенные значения пределов устойчивости- Однако погрешность при таком упрощенном подходе будет тем меньше, чем лучше осуществлена стабилизация энергосистемы путем соответствующего выбора структуры и параметров AFB синхронных машин.

Проведение упрощенных расчетов устойчивости, без учета са-мораскачиваяия, позволяет сократить необходимый объем более точных расчетов.

6.1*11. Практические методы расчетов устойчивости нагрузки. Их применение позволяет еще более упростить расчеты статической устойчивости нагрузки без снижения их точности по сравнению с расчетом свободного члена характеристического уравнения (сы.гд.З).


г)

Рис.6.1. Возможные схемы замещения внешней сети при расчетах статической устойчивости нагрузки:


в)


а - общий вид многолучевой звезды; 5- простейшая схема; 3- двухлучевая схема; 2 - многополюсник


6.1.12. Выбор того или иного практического критерия, из которых наиболее распространенными являются dA Q _ *    dE


-УТГ ^ О,


dU


О,


(6.7)


dU

следует производить, исходя из соображений простоты и удобства анализе. [Л.2] . Эти критерии дают те же результаты, что и расчет йа при условии, что энергосистема устойчива при закрепле-

*aQ - это разность между мощностью* притекающей в узел нагрузки от источника питания чг(и)$ * мощностью,потребляемой в узле

нагрузки QH (U) : aQ= 3r (if) - QHJU).


- 13 -

нии напряжения в узловой точке (при U - Const)*

6.1.13.    Анализ статической устойчивости с помощью практических критериев (6.7) для схем, показанных на рис.6.1,0- 6% может выполняться без применения вычислительных или моделирующих устройств и обычно проводится графическим способом в связи с тем, что статические характеристики нагрузок, как правило, задаются таблично или графически. Методика анализа состоит в том, что для ряда значений напряжения в окрестности точки U~Uq , соответствующей исходному режиму, устойчивость которого исследуется, строится зависимость либо л Q ~f (U) , либо Е[ - cpL (0,

где i - номер ветви схемы. Угол наклона касательной к этой кривой в точке U~Uq и определяет условие устойчивости энергосистемы.

6.1.14.    При определении зависимости aQ =f(U) следует рассчитывать S[ -f[(0 t L = 1,2...j n , исходя из условия

Er-ConSt и pz( ,

6.1.15.    Отличие методики расчета E^-f-t(U) от а Q=f(0 состоит в том, что появляющийся при изменении U небаланс реактивной мощности ( A Q ) относят на генератор £ , что и вызывает изменение его ЭДС £*• .

6.1.16.    Определение запаса статической устойчивости исследуемого режима энергосистемы при применении практических критериев проводится так же, как и при применении критерия йп> 0 , т,е.

для каждого режима энергосистемы, определяемого выбранным способом подхода энергосистемы к пределу устойчивости, следует заново рассчитывать зависимости =    (U) или

6.1.17.    Для оценки значения запаса устойчивости может быть применена белее простая методика, состоящая в том, что расчет кривой A Q -f (U) или ^1~^00 * соответствующих исходному

режиму энергосистемы, продолжается при уменьшении U вплоть до достижения точки экстремума: dAQ/dU=0 или dEL!dU = 0, Напряжение, соответствующее этой точке, будет минимально допустимым с точки зрения статической устойчивости - критическим напряжением .

KjJ

-14-

Подход к предельному режиму в этом случае для разных критериев будет различным. При применении критерия d A Q[d U^O

утяжеление исходного режима энергосистемы состоит в том» что в узел системы подключается дополнительная реактивная нагрузка» равная для каждого значения напряжения узла JJ - UQ небалансу реактивной мощности ( A QH - л Q )• причем cIa Qh fdU ~Q

для каждого значения JJ . При применении критерия dE^ /dU>0y4n-

желвние исходного режима системы состоит в уменьшении напряжения в узловой точке из-за снижения ЭДС генератора L .

Следует учитывать, что в общем случае значения коэффициента запаса по напряжению к у    зависят от применяемого критерия, од

нако различия обычно не велики»

Задачу определения значения U хр с помощью указанных критериев можно еще более упростить» полагая» что активная мощность нагрузки, а следовательно, и генераторов энергосистемы» остается постоянной при изменении напряжения в узловой точке. Погрешность от такого упрощения (оцениваемая по значению критического напряжения в узле нагрузки £7^ ) тем меньше» чем меньше регулирующий эффект активной мощности нагрузки по напряжению дР/ди. Как показали проведенные расчеты» при dP/dU = 0,6 (что

характерно для узлоЕ промышленной нагрузки), эта погрешность не

превышает 2-3% и обычно вполне допустима. Кроме того упрощенные

расчеты дают завышенные значения £7, .

кр

6.1.18.    При расчетах статической устойчивости нагрузки схема эквивалентируется и приводится к одному из видов, показанных на рис.6.1. Аналитические расчеты устойчивости нагрузки следует проводить для схем, показанных на рис.6.1 f-ta9EfL Для более сложных схем (рис.6 Л,Г) расчеты следует выполнять с немощью ЦШ.

6.1.19.    Следует помнить, что эквивалеяТирование генераторов в аналитических расчетах устойчивости нагрузки (определение критического напряжения на нагрузках) приводит к правильным результатам только в тех случаях, если фазы ЭДС генераторов совпадают или близки между собой. В остальных случаях эквивалентирование приводит к снижению 17^ , т.е. дает завышенные запасы устойчивости. Однако в большинстве случаев эквивалентирование геяерато--15-

ров приводит к существенному снижению критического напряжения (см.приложение 10)*

6.1.20# При нескольких источниках питания определение критического напряжения при снижении ЭДС источников питания проводится аналогично предыдущему критерию cLEjcLU > 0 при заданном изменении ЭДС. Например, при поддержании постоянными ЭДС п -I источников и заданном распределении между ними активных мощностей постепенным снижением ЭДС И] -го источника находится минимальное напряжение, при котором существует режим Рн(1Г)ж QH({])* Это напряжение и является критическим для данных условий работы энергосистемы. .

6.1.21.    Проверка устойчивости узда нагрузки по критерию с/а Q/dU *0 при заданных ЭДС” источников питания^

и заданном распределении между ними активных мощностей осуществляется путем построения характеристики Qr^(U) и сопоставления ее с известной характеристикой нагрузки QH(U) •

Для построения характеристики Qr% (U) на расчетном столе переменного тока в узле нагрузки устанавливается активный шунт г , соответствующий активной мощности нагрузки Рн (U)

(сопротивление шунта меняется в зависимости от напряжения в узле) и некоторый индуктивный шунт X , значение которого в значительной мере определяет напряжение в узле. Изменяя сопротивление г в зависимости от U для различных значений х , добиваются изменения напряжения в узле в широком диапазоне. Потребление реактивной мощности индуктивным шунтом X в зависимости от И и дает характеристику реактивной мощности, притекающей от всех п генераторов ( Qrg ). Пересечение Qrg (U) и Q^(U) определяет исследуемый режим, по d^Q/dU определяются условия устойчивости нагрузки.

6.1.22.    Б случае, когда расчеты статической устойчивости нагрузки ведутся для суммарных статических характеристик узла P^(U)

в Qtf(U)по практическим критериям, нарушение устойчивости означает нарушение устойчивости узла целиком, без учета отдельных потребителей, хотя во многих случаях нарушение устойчивости отдельных потребителей происходит раньше, чем всего узда нагрузки. Для исследования устойчивости какого-либо элемента он должен быть выделен со своими характеристиками.

-16-

6.1.23* При наличии одного источника питания (см.рис.6.1,5) расчеты по практическим критериям выполняются аналитически следующим образом.

а)    Нагрузка задана статическими характеристиками Ри (U),

Он (U) • При применении критерия dEjdU>0 рассчитывается ЭДС энергосистемы в зависимости от напряжения в узле нагрузки

E=f(U)=yj^T+ -Qh^x^J +    (6.8)

Критическое напряжение U^p и критическая ЭДС определяются минимумом этой характеристики ( dE/dlJ-Q ). Если целью расчетов является проверка устойчивости режима при изменениях внешнего сопротивления Xgy и неизменной ЭДС ( Е~Const), например

при исследованиях устойчивости послеаварийных режимов, то целесообразно проверять устойчивость по критерию dAdjdU^O* Для

этого в узле нагрузки при выбранном значении XgH и для ряда значений U рассчитывается значение л Q

л d=QP(U)- QH (и) = ^L2~P»(Ujxk_ _ II. QH (u}{6.9)

xSh

Исходный режим соответствует условию & Q = 0. Б окрестности рабочей точки определяется знак dAd/dU ; если dA Q/dU^O, то

режим устойчив; если dAQ/dU^O , режим неустойчив.

Аналогично выполняется расчет для случая роста нагрузки. Тогда при использовании критерия dAQ/dU^Oв выражении (6.9)

варьируется не значение XgH , а характеристики Ру (d), QH (JJ).

При этом принимается, что при всех значениях U значения Рн и (Ну увеличиваются в одно и то же число раз. В простейших расчетах значение Ру принимается неизменным при изменениях напряжения и росте реактивной нагрузки.

Примеры расчетов устойчивости нагрузки приведены в [Л.з] .

б)    Нагрузка представлена одиночным асинхронным двигателем.

- 17 -


Критическое напряжение одиночного асинхронного двигателя 1 > работающего на тины неизменного напряжения^определяется в соответствии с критерием dP/ds [Л.1,4] # как


(6.10)


где


яие


Р - мощность, потребляемая асинхронным двигателем из электросети^.

При работе асинхронного двигателя через внешнее сопротивле-

х2 значение критической ЭДС определяется по формуле он    _

^2P(xH +хвни    (6.II)


а критическое напряжение


(*К + Х6Н)2 +хк *к fxSM


(6.12)


в) Нагрузка представлена синхронным двигателем. Критическое напряжение одиночного синхронного двигателя, работающего на шины неизменного напряжения, определяется в соответствии с критерием


dP/dd>0    как


и _-^£

UKP £


(6.13)


где для нерегулируемого двигателя "V - Хд^ -для двигателя с АРБ    ~    ET,Xgfi-x'd    .


При работе синхронного двигателя через внешнее сопротивление XgH значение критической ЭДС системы определяется по фор-


±В расчетах статической устойчивости предполагается, что значение момента сопротивления на валу двигателя не зависит от часто-

f М*


ты вращения.Сопротивление КЗ

2,


Ином


, р    ^со$    9ном Ммакс

В относительных единицах номинальная активная мощность двигателя равна cos (р

ТНОМ '


- 18 -


муле


Р(*М + хвн)


Е


(6.14)


Ж


6,1.24. Определение устойчивости узла нагрузки, имеющего /7 асинхроннх двигателей^ можно выполнить исходя из того, что двигатели одновременно достигают критического скольжения. При этом значения критических напряжений и ЭДС получаются с запасом.

Если в узле нагрузки подключено несколько асинхронных двигателей, питающихся через внешнее сопротивление ZgH от энергосистемы с ЭДС Е , то их устойчивость определяется аналогично устойчивости одиночного двигателя. Для этого рассчитывается эквивалентное сопротивление электросети для каждого двигателя * * »

2', % $н%,. - * 9 2gH п на основании соотношения


и_- , г, . 2п ___

Е    1±±


1


SHn'Ln { Т' 4- I I? + -J—


(6.15)


где    Z,,.. •, 2п - сопротивления двигателей;


Y /4/7 \    ~    эквивалентная    проводимость    всех    двигателей,

J » ' / * / /    тт^тгтг тплтто u rjxrv v птиои •


L=1


подключенных к шинам;

п / V 1


ibrhihLj:    <6-16>

тт    L-1    п

При расчетах эквивалентного сопротивления & ^ в значении

о *    **£

сопротивлений двигателя    Z ■ — — + j %к    • подставляются значе

ния критического скольжения Sно


^ Используются материалы исследований, выполненных И.А.Сыромятниковым,

^Определение 2; при критическом скольжении дает значения U и [ с запасом, так как на самом деле критическое скольжение при наличии внешнего сопротивления меньше номинального критического скольжения и, кроме того, не все двигателя одновременно имеют критические скольжения.


- 19 -

По известному эквивалентному сопротивлению для каждого двигателя определяются критическое напряжение UHp и критическая

ЭДС ЕКр по уравнениям (6.II) и (6.12) в предположении, что все остальные двигатели работают устойчиво.

После определения критических напряжений и ЭДС ( UHp ^ и ЕНр ^ ) для всех двигателей, они располагаются в порядке уменьшения их критических ЭДС. Пусть для первого двигателя критическая ЭДС равна Е^р ^ . При ЭДС выше, чем ЕНр^ , все двигатели работают устойчиво. После опрокидывания первого двигателя критическая ЭДС второго и всех остальных увеличивается, так как сопротивление первого двигателя становится Z=rf^jxK^(sj-^)~ Поэтому для каждого L -го двигателя по уравнениям (6.II) и (6.12) критические напряжения и ЭДС определяются при условии, что L -I двигателей опрокинулись ( IF^    )    и    их    сопротивления (    •    '    *    >    %i~f    )    определяются    при    s    =    I,    а

двигатели от L -го до п -го еще не нарушили свою устойчивость и их сопротивления определяются при критических скольжениях

=sKpi> .. ^ ~S^p п . Тем самым для с -го двигателя определяются критические напряжения и ЭДС, при которых сохраняется устойчивая работа двигателей от i-то до п -го, когда произошло опрокидывание i-I двигателей'* .

Аналогичным образом определяется минимальное напряжение, при котором возможен пуск к двигателей при работающих п двигателях. Тогда при определении    ,    Ъп    принимается

Si=S«p1>’-’’Sn=SKpn ’адлЯ К + Г ■ "Л,,пршмается

5« + / ~^П+2~“' ~Sn+K

6.1.25. Для узлов с преобладающей асинхронной нагрузкой и

не содержащих источников реактивной мощности значение критического напряжения может быть упрощенно определено на основании эксперимента по косвенным признакам, без опасности возникновения лавины напряжения. Для этого требуется получить статическую характеристику = fz(&) ПРИ понижешш напряжения до той точки,

действительности часть двигателей вскоре после опрокидывания будет отключена защитой. Это обстоятельство вводит в такой расчет дополнительный запас. (Cto.также [JI.5j

УЖ 621.311.019.34(083.96)

Подготовлены ВНИИЭ, МЭИ, НШИиНИЙ Эяергосетьпро-ект# ЦДУ ЕЭС СССР, ИЭД АН УССР и НИИПТ: введение - ШИИЭ, ЦДУ ЕЭС СССР, ИЭД; гл.1 - ВНИИЭ, ГЩУ ЕЭС СССР; гл.2 -МЭЙ, Энергосетьпроект, ШИИЭ; гл.З - МЭИ, Энергосеть-проект; гл.4 - МЭИ, Энергосетьпроект; гл.5 - ШИИЭ, МЭИ; гл.6 - ВНИИЭ, МЭЙ; гл.Г- ШИИЭ) НИИПТ, ПДУ ЕЭС СССР; гл.8 - МЭИ; гл.9 - ИЭД; гл.ХО - ВНИИЭ, Ш ЕЭС СССР; приложения - ВНИИЭ, МЭЙ, Энергосетьпроект, НИИПТ, ИЭД.

Составители д-р техя.наук Л.Г.МАМИ-КОНЯНЦ (введение. гл.1,5-7,10), кашитехы.яаук Л.М.ГОР-БУНОВА (гл.6), канд.техн.наук Ю.Е.1УРЕШЧ (гл.6, приложения 1,11,12), инж. Л.ЕДИБОВА (гл.2) раяд.техн. наук В.Ф.тЖчЕНКО (гл.7), д-р техн.даук1А.А.лАчА17гОБ1 1 гл.5,8, приложения 1,8,9), ШИИЭ; д-р техн.яаук

B.    А .ВЕНИКОВ (гл.2-6,8 приложение I), каяд. те хн. наук Н.Д.АНИСИМОВА (гл.З,В, приложения 3,4/14), д-р техн.яаук Л.АЛОПСОВ (гл.2,5), д-р техн.яаук И.В.ЛИТ-КЕНС (гл.З, приложения 5,6), канд.техн.наук ВЛ,СТРОЕВ (гл.Зэ6, приложение 10), канд.техн.наук Д.А.ФЕДОРОВ (гл.4,5), канд.техн.наук А.Н.ЦОВШНОВ (гл.4), МЭЙ; д-р техн.яаук Д.И.АЗАРьЕВ (гл.2-4), инж. Ю.А.КИШКЙН (гл.2, приложения 2.18), инж. Ю.В.МОРОПКИН (гл.З), инж. Ю.А.П03ШЯК0В (гл.3,4, приложение 7), каяд.техн. наук З.Г.ХВОЩШСКАЯ (гл.2, приложение 18), инж. Л.П.ПМПУНОВА (гл.2), Энергосетьпроект; д-р техн.яаук

C. А.СОВАЛОВ (введение, гл.1,7.10, приложение I), наяд, техн.яаук М.Г.ПОРШОЙ (гл.7.10;, ЦДУ ЕЭС СССР: д-в техя.наук Л.В.ЦУКЕИШК (гл.9, приложения 15,16,17),

ИЭД; канд.техн.наук ЕД.МАРЧЕНКО (гл.7, приложение 13) ^ канд.техн.наук ВЛ.АНДРЕКК (гл.7, приложение 13),

Редакционная коллегия: Д.Й.АЗАИЕВ, В .А. ВЕНИКОВ, Д.Г.МАВШОНЯНЦ, С.А.СОВАЛОВ, А Л. ХАЧАТУРОВ

Методические указания предназначены дяя специ-алистов проектных институтов и эксплуатирующих организаций Минэнерго СССР.

Все замечания и предложения по Методическим указаниям направлять по адресу: 103074, Москва,К-74, Китайский пр., д.7. Главное техническое управление по эксплуатации энергосистем Минэнерго СССР.

-20 -

где значение QH минимально (обозначим это напряжение Umuhq).

Опыт прекращается, как только значение (\и при понижении напряжения начинает возрастать.

Для указанной нагрузки критическое напряжение определяется по формуле

и п кр мин А

У1+0,2',    (6.17)

где

Чн

эквивалентное сопротивление распределительной сети (от выводов асинхронных двигателей до точки, напряжение в которой не зависит от режима рассматриваемой нагрузки1) е Значение х^ берется в относительных единицах, в кото-

РЫХ ^ = "от = £ dS'cf!!g ■

6.1.26. Устойчивость нагрузки при пуске крупного двигателя. Пуск крупного синхронного или асинхронного двигателя может вызвать существенное понижение напряжения на шинах нагрузки и даже вызвать нарушение статической устойчивости работающих двигателей. Расчет устойчивости нагрузки может быть выполнен указанными вше способами; удобно применение критерия Ыд Q/dU<01 Запускаемый двигатель учитывается в виде дополнительной нагрузки, имеющей

u - 1иом    „    т

сопротивление - -- для асинхронных двигателей или - х

1 хт 2    2

х (%" + х") для синхронных .

6.1.27. Влияние статических конденсаторов на устойчивость нагрузки. При исследовании влияния на статическую устойчивость нагрузки статических конденсаторов, параллельно включаемых в узлах нагрузки, они учитываются изменением реактивной мощности потребителей Q ~ QH~    .    Расчет устойчивости в этом случае

проводится так же, как и без статических конденсаторов.

Кроме того расчет устойчивости можно упрощенно провести по схеме, приведенной на pHC.6.I,/f, в которую должны быть введены

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава

6.    Устойчивость нагрузки.......»...... 6

6*1* Статическая устойчивость нагрузки    6

6.2.    Динамическая устойчивость нагрузки    22

Глава

6.3.    Устойчивость двигателей при асинхронном режиме в энергосистеме.....    32

7.    Устойчивость слабых меясистемных

связей ............................. 35

7.1.    Общие указания ................... 35

7.2.    Особенности расчета статической

устойчивости     38

7*3. Особенности расчета динамической

устойчивости................... 43

7.4.    Особенности расчетов ресинхронизации ............................ 46

7.5.    Особенности расчетов устойчивости

с помощью АШ.................... 48

7.6.    Определение надежности режима ра

Глава

боты слабых межсистемных связей и методика выбора запасов устойчивости ............................ 49

8.    Самовозбуждение и самораскачиванже в

энергосистемах......................... 58

8.1.    Общие указания ....................    58

8.2.    Самовозбуждение в простейшей энергосистеме .............. 60

Глава

8.3.    Самораскачиванже в энергосистемах 71

9. Применение ЦВМ для анализа устойчивости ............... 73

9.1.    Общие указания    73

9.2.    Расчет установившихся режимов при

анализе    устойчивости    энергосистемы ”6

9.3* Расчет предела статической устойчивости    сложной    энергосистемы.....    77

- 4 -

9.4.    Расчеты динамической устойчи

82

86

90

90

91

97

98

99

103

104

105 108

III

114

П7

118

120

вости и электромеханических переходных процессов .........

9.5.    Применение метода статистиче

ских испытаний для анализа влияния случайных погрешностей исходной информации и реализации результатов расчета устойчивости на ДПМ................

Глава 10. Проведение натурных испытаний

и их использование для анализа устойчивости энергосистем

10.1.    Общие указания .............

10.2.    Экспериментальное определе

ние пределов статической устойчивости .................

10.3.    Экспериментальное определение динамической устойчивости

10.4.    Экспериментальное определение результирующей устойчивости

10.5.    Экспериментальное определение

характеристик и устойчивости нагрузки...................

10.6.    Определение статизма и инер

ционной постоянной энергосистемы .......................

10.7.    Особенности экспериментального определения устойчивости слабых межсистемных связей

10.8.    Измерения и регистрация элект

рических величин при испытаниях ........................

10.9.    Анализ результатов испытаний

Приложение 10. Пример расчета запаса по статической устойчивости.............

Приложение II. Уравнение асинхронных двигателей без учета электромагнитных переходных процессов .......................

Приложение 12. Параметры эквивалентного асинхронного двигателя................

Приложение 13. Методика экспериментального определения эквивалентных параметров и статистических характеристик энергосистем ...................................

Приложение 14. Примеры расчета условий самовозбуждения генераторов........>..<

- 5 -

Приложение 15. Система комплексного моделирования на ЦШ электрических режимов энергосистем с программно-диспетчерской автоматизацией расчетов и обработки    информации................. 125

Приложение 16. Краткая характеристика ряда программ для расчетов устойчивости энергосистем ................. 128

Приложение 17. Пример расчета динамической устойчивости энергосистемы с учетом влияния неточности исходной информации.................. 132

Приложение 18. Основные технические данные турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов    ..................... 138

Глава 6. УСТОЙЧИВОСТЬ НАГРУЗКИ

6,1* Статическая устойчивость нагрузки

6Д.1. В качестве основного фактора, онределящего статическую устойчивость нагрузки, следует рассматривать наличие в составе комплексной нагрузки вращающихся мапщн-асинхрояяых и синхронных двигателей, что б определенных условиях может приводить к лавине напряжения? Такая неустойчивость проявляется, в первую очередь, в снижении напряжения на шинах узла нагрузки (до 30-60$ нормального рабочего напряжения), что приводит к нарушению электроснабжения всех потребителей данного узла.

Условия устойчивости нагрузки существенно зависят от характеристик узлов нагрузки энергосистемы и от параметров всей электрической системы в целом. Опасность возникновения лавины напряжения возрастает при увеличении суммарной мощности асинхронных двигателей в составе комплексной нагрузки, юс загрузки, электрической удаленности узла от генерирующих источников. Нарушение статической устойчивости нагрузки может проявляться как ь энергосистемах, содержащих длинные и относительно короткие, но сильно загруженные линии электропередачи, та;- о м - онцонтрированных энергосистемах, характеризующихся малой удаленностью электрических станций от центров потребления.

* ~

В тех случаях, когда лавина напряжения может иметь место, она возникает, если напряжение в узле понижается до значения

1У , которое называется критическим.

кр

- 7 -

6.1.2.    Расчеты устойчивости нагрузки следует проводить для

определения запасов устойчивости в нормальных и после аварийных режимах, а также проверки устойчивости послеаварийных режимов. Запас устойчивости (    )    определяется в соответствии с соотношением    77 _ TJ

Ч=тт~ 100^° ’    (6,1)

ио

где UQ - нормальное напряжение.

6.1.3.    При выполнении расчетов, связанных с глубокими понижениями напряжения в узлах нагрузки, нужно иметь в виду, что по ряду причин (в частности, из-за того, что применяемые в настоящее время магнитные пускатели самопроизвольно отключаются при напряжении 0,6-0,8 UflQft) снижения напряжения могут вызвать самоотклю-чеяия потребителей. Сброс нагрузки промышленных предприятий может достигать, по экспериментальным данным, 50$. Поэтому при выполнении расчетов для действующих энергосистем следует при снижении напряжения на шинах потребителей примерно до 0,7 UM0Pf и ниже учитывать самоотключеяия, для чего необходимо уменьшать величину двигательной нагрузки на 20^30$ (ориентировочно).

Поскольку в будущем следует ожидать усовершенствования коммутационной аппаратуры низкого напряжения и улучшения средств защиты и автоматики на промышленных предприятиях, проектные (перспективные) расчеты целесообразно выполнять и без учета самоот-ключеннй двигателей.

6.1.4.    Для определения критического напряжения и запаса устойчивости нагрузки необходимо осуществлять утяжеление исходного нормального режима. Способы утяжеления режима могут быть различны:

1)    снижение ЭДС источников питания при неизменной схеме внешней сети;

2)    изменение схемы внешней сети (отключение некоторых элементов), изменение внешнего реактивного сопротивления при ЭДС, равных или отличающихся от ЭДС исходного режима;

3)    увеличение активной и реактивной нагрузки узла.

6.1.5.    На основании этих расчетов в случае необходимости следует выбирать мероприятия, улучшающие устойчивость нагрузки: регулирование возбуждения синхронных машин, а также отключение части неответственной нагрузки при снижении напряжения в узлах.

- 8 -

Если эти мероприятия не решают задачи, то может быть поставлен вопрос об улучшении характеристик комплексной нагрузки (например, замена части асинхронных двигателей синхронными), а также параметров внешней сети (увеличение мощности питающих трансформаторов, строительство новых линий электропередач в распределительных сетях и т.д.,)-

6.1.6. При выполнении расчетов устойчивости нагрузки следует учитывать, что неполнота исходных данных (главным образом, в отношении параметров режима двигателей при пониженном напряжении) может решающим образом повлиять на точность расчетов. Если значение критического напряжения оказывается близким к предельно возможному (значение ^ 0,25 - ориентировочно), то следует повторить расчеты, уточнив расчетную модель узла нагрузки. Для этого следует рассчитать более подробную схему распределительной сети с более подробным учетом электроприемников. Может также оказаться необходимым учет условий самораскачиваяия и влияния на устойчивость нагрузки способов стабилизации АРБ станций энергосистемы. При возможности обязательно проводится экспериментальное определение устойчивости нагрузки.

6.1.7.Общий метод исследования статической устойчивости нагрузки. При использовании метода малых колебаний следует учитывать специфику рассматриваемой задачи. Она заключается в том, что при составлении дифференциальных уравнений, описывающих переходный процесс в энергосистеме, выделяются мощные узлы нагрузки, в то время как остальные узлы нагрузки задаются в виде постоянных сопротивлений.

6.1.8.    Нагрузки выделенных узлов следует учитывать статическими характеристиками, представляющими зависимости потребляемой мощности от напряжения на шинах узла JJ , т.е. РH~'fi (U)f QH=f2(U). Синхронные или асинхронные двигатели следует по возможности учитывать в виде отдельных эквивалентных двигателей, подключенных к шинам узла нагрузки.

6.1.9.    Уравнения переходных процессов в малых отклонениях для энергосистемы произвольной конфигурации, содержащей п электростанций (представленных эквивалентными генераторами) и т выделенных узлов нагрузки, записываются в следующем виде [ДЛ]:

- 9 -

I) Уравнения переходных процессов в эквквалеятяых генераторах энергосистемы

где L = 1,2,..., п,

Щ - напряжение к -го узда нагрузки;

[j - ЭДС генератора*; ,

У2 3*3 между векторами Е\ и Е (или EL и ^

Уц (р) - передаточная функция АРВ генератора с по параметру регулирования Лц (см.гл.З); р - оператор дифференцирования.

1

Дяя решения обратной задач» - определения xgH по известным значениям Umu#q и UKp - выражение (6.17) непригодно, так как не обеспечивает удовлетворительной точности.

^ См.также и,6.2.

2

Офршо принимают Ен - Еан, но может быть принято Lx~~ Eqk

3

выбор той или иной ЭДС определяется удобством выполнения расчетов и# не влияя на конечные результаты анализа устойчивости, приводит к изменению выражений для частных производных в (6.2) и их численных значений.