Навигация

Динамическая устойчивость синхронных машин

В заключение данной главы остановимся на динамической устойчивости синхронных машин при внезапных нарушениях режима. Под внезапными нарушениями режима следует понимать различные виды коротких замыканий в сети, отключения части генераторов станции с значительным набросом мощности на оставшиеся в работе машины, сбросы мощности, вызванные отключением мощных узлов нагрузок, и пр. Резкие нарушения режима сопровождаются значительными колебаниями напряжения и частоты, а соответственно и изменением скорости вращения машин, что вызывает переходные механические и электрические процессы как в машинах, так и в элементах сетей.
В энергетической системе чрезвычайно важно обеспечить сохранение динамической устойчивости генераторов и станций после ликвидации аварийного режима, так как только при этом обеспечивается надежность энергоснабжения потребителей.
В первый момент короткого замыкания вблизи выводов обмотки статора токи увеличиваются в несколько раз по сравнению с токами нормального режима за счет резкого уменьшения реактивности синхронной машины от значения синхронного реактивного сопротивления до значения переходного сопротивления
Вследствие магнитной связи ротора и статора в обмотке возбуждения машины наводятся свободные переходные токи, компенсирующие изменение продольной реакции статора в первый момент короткого замыкания, в результате чего магнитный поток в воздушном зазоре остается неизменным (если пренебречь рассеянием). С течением времени свободные токи, наведенные в обмотке возбуждения, затухают и магнитный поток в воздушном зазоре уменьшается, так как реакция статора размагничивает машину.
Короткое замыкание в первый момент оказывает тормозящее действие на вал турбогенератора, обусловленное значительными потерями мощности от токов короткого замыкания в активных сопротивлениях цепи статора, переменным электромагнитным моментом вращения на валу и потерями мощности в контурах ротора от апериодической составляющей тока статора. Дополнительное тормозное действие на вал агрегата оказывает увеличение тока в обмотке возбуждения генератора и увеличение электромагнитного тормозного момента на валу возбудителя, если он расположен на валу турбогенератора. Детальное описание альстромерия букет купить у нас на сайте.
Следует отметить, что данное положение не всегда четко понимается отдельными работниками эксплуатации, полагающими, что трехфазное короткое замыкание на выводах генератора всегда приводит к разгрузке машины. В действительности, как показали расчеты, эквивалентная нагрузка генератора при трехфазном коротком замыкании на его выводах может быть в 2 раза больше его номинальной нагрузки.
В первый момент переходного процесса при коротком замыкании генератор сохраняет значительную величину предела передаваемой мощности, так как э. д. с. за переходным сопротивлением сохраняет еще неизменное значение, а величина, С затуханием свободных токов в обмотке возбуждения и увеличением размагничивающего действия реакции статора величина э. д. с. генератора за переходным сопротивлением снижается и предел максимальной передаваемой мощности при отсутствии АРВ уменьшается.
При отключении короткого замыкания за счет действия знакопеременных моментов скорость вращения ротора турбогенератора может оказаться большей скорости вращения, соответствующей частоте сети, и на валу турбогенератора возникает асинхронный электромагнитный момент, обусловленный параметрами машины и реактивностью связи ее с системой. Чем больше асинхронный момент при малых скольжениях, тем быстрее успокаиваются колебания ротора и генератор втягивается в синхронизм. Асинхронный момент турбогенераторов имеет благоприятную характеристику и в энергосистемах, где тепловые станции соединены между собой Линиями малой протяженности, случаи нарушения динамической устойчивости очень редки.