Лекция 10

Тема: Статическая устойчивость. Основные понятия и определения устойчивости

Цель лекции:Изучить теоретическую часть темы

Статическая устойчивость основные понятия и определения устойчивости. Способность энергосистемы возвращаться к установившемуся режиму после малых его возмущений. Примечание: под малым возмущением режима энергосистемы понимается такое, при котором изменения параметров несоизмеримо малы по сравнению со значениями этих параметров

Статическая характеристика нагрузки - Зависимость активной или реактивной нагрузки от направления при постоянной частоте или от частоты при постоянном напряжении.

Деление режимов электрической системы на установившиеся и переходные условно. В установившемся режиме реальной системы его параметры постоянно меняются, что связано со следующими факторами:

· изменением нагрузки и реакцией на три изменения регули­рующих устройств;

· нормальными эксплуатационными изменениями схемы ком­мутации системы;

· включением и отключением отдельных генераторов или из­менением их мощности.

Таким образом, в установившемся режиме системы всегда есть малые возмущения параметров ее режима, при которых она долж­на быть устойчива.

Статическая устойчивость - это способность системы вос­станавливать исходный (или близкий к исходному) режим после малого его возмущения. Аварийные режимы в электрической системе возникают при КЗ, аварийных отключениях нагруженных агрегатов или линий и т.п. Под действием больших возмущений возникают резкие изме­нения режима.

Динамическая устойчивость - это способность системы воз­вращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после боль­шого возмущения. Когда после большого возмущения синхронный режим системы нарушается, а затем после допустимого перерыва восстанавливается, то говорят о результирующей устойчивостисистемы. Результирующую устойчивость иногда считают разно­видностью динамической устойчивости, разделяя синхронную динамическую устойчивость и результирующую динамическую устойчивость.Исходя из определения статической устойчивости системы можно заключить, что существует такой режим, при котором очень малое увеличение нагрузок вызывает нарушение его устойчивости. Такой режим называют предельным, а нагрузки системы максимальными или предельными нагрузками по услови­ям статической устойчивости.Ограничение нагрузок может быть вызвано и другими обстоя­тельствами, например нагревом элементов электрической системы (генераторов, трансформаторов и т.п.). В этом случае говорят о предельных нагрузках по условиям нагрева и устанавливают также максимальное время существования режима. Возможны ограничения нагрузок по уровням напряжения в уз­лах, напряжению короны и т.п.

Пропускной способностью элемента системы называют наи­большую мощность, которую можно передать через этот элемент с учетом всех ограничивающих факторов (нагрева, устойчивости, напряжения в узлах и т.п.). Иногда пропускную способность опре­деляют по одному фактору и говорят, например, о пропускной спо­собности по нагреву. Понятие о пропускной способности справедливо и для дина­мической устойчивости. В этом случае говорят о пределе передаваемой мощности по условиям динамической устойчивости при КЗ в какой-либо точке, отключении линии и т.п. Задачи, возникающие при анализе устойчивости, весьма слож­ны и объемны. Поэтому для понимания физической сущности рас­сматриваемых явлений прибегают к упрощению решаемых задач. Иногда приходится отказываться от математической строгости ре­шения, отбрасывать второстепенные факторы. При этом не отра­жаются детали, но получается достаточно полная картина явления. Один из приемов, упрощающих решение, - рассмотрение электри­ческой системы как позиционной.

Позиционная система - такая система, в которой параметры режима зависят от текущего состояния, взаимного положения, на­пример, роторов генераторов и двигателей независимо от того, как было достигнуто это состояние. При этом реальные динамические характеристики элементов системы заменяются статическими.

Статические характеристики - это связи параметров режима системы, представленные аналитически или графически и не зави­сящие от времени. Эти связи выявляются в основном в установив­шемся режиме системы.

Динамические характеристики - это связи параметров, полу­ченных при условии, что они зависят от времени. В этом случае отражается влияние первых, а возможно, и более высоких произ­водных рассматриваемых параметров. Для описания позиционной системы достаточно статических характеристик. Динамические характеристики позволяют исследо­вать электрическую систему как динамическую.

Динамический переход от одного режима к другому подверга­ется качественной оценке. При этом оцениваются характер проте­кания переходного процесса (быстрый, медленный, монотонный, апериодический) и характер нового установившегося режима. Счи­тается, что качество переходного процесса хорошее, если наблю­даются быстрое его затухание, апериодичность или монотонность. Режим, наступающий после переходного процесса, должен иметь достаточный запас устойчивости, который проверяется из­менением какого-либо параметра. Наибольшая величина отклоне­ния, при которой система еще сохраняет устойчивость, определяет запас устойчивости, выражаемый коэффициентом запаса. Напри­мер, запас по напряженно вычисляется по формуле запас по мощности - по формуле