Виды режимов и процессов в электрических системах.

 

Показатели, характеризующие свойства элементов ЭС, есть ее параметры (F,U,I,P,Q, ) - параметры режима. Существуют параметры системы (R,X,G,B,C,).

Различное сочетание перечисленных параметров, влияющих друг на друга- режим электрической системы. Режим ЭС характеризует состояние ЭС в любой момент времени. Для расчета режима ЭС учет взаимных связей сотен и тысяч элементов ЭС в сетях и потребляет требования системного подхода. Расчеты режимов в ЭС- 85% всех расчетов в ЭС. Расчеты режимов ЭС имеют разное назначение, отвечают задачам при ее исследовании в зависимости от уровня управления: годовой, сезонный, недельный, суточный, текущий.

Территориальная иерархия:

1)  единая ЭС в РБ, управляет ЦДУ;

2)  районная ЭС, управляется диспетчерскими пунктами;

3)  электростанции, сетевые районы, управляются пунктами управления.

Существуют 5 временных уровней управления режимами ЭС:

n автоматическое управление (в темпе процесса)

n оперативное управление (от минут до суток)

n краткосрочное планирование (сутки- неделя)

n долгосрочное планирование (месяц, год, сезон)

n перспективное планирование (несколько лет)

При анализе ЭС различают 3 вида режимов:

n нормальный, применительно к которому проектируется ЭС и определяется ее характеристики, он характеризуется неизменностью его параметров или очень медленным их приращением;

n послеаварийный, установившейся режим поступает после отключения элементов ЭС.

Эти оба режима  характеризуются параметрами неизменяющимися во времени. Связи между параметрами режима ЭС определяются алгебраическими нелинейными уравнениями:

Pij(i) = Ui^2qii + Ui Uj Yij sin ( ij- ij ); Qij(i) = Ui^2bii + Ui Uj Yij cos ( ij- ij );                                                   Pji(j) = Uj^2qjj + Ui Uj Yij sin ( ij- ij );     Qji(j) = Uj^2bjj + Ui Uj Yij cos ( ij- ij ).

(1.1)

Уравнение (1.1) выражает активную и реактивную (P и Q), отходящих от узлов i и j. В этих уравнениях q_ii и b_ii - активная и реактивная проводимости узла i. _ij - угол потерь сопротивления z_ij. Напряжение узлов i и j U_i U_j; проводимость между узлами i и j-Y_ij.

aij = 90C - jij;

(1.2)

Im

                                                                        

     

Zij

                  U_i

	Xij

ij

                       U_j                                                                               

jij

                                                                                                                                                                                                        

dj

Rij

di

                                                                                               

                                                              

	Рис. 1.1.		Рис. 1.2.

 

n переходной режим возникает, когда система переходит от одного состояния к другому. Все параметры здесь изменяются во времени и описываются дифференциальными нелинейным уравнениями:

= Рт - Рэл,

(1.3)

где:

 T_j- постоянная инерция ротора;  - угол между вектором ЭДС генератора и вектором напряжения на шинах приемной системы мощности турбины P_т генератора- Р_эл (мощность выдаваемая генератором в ЭС).

 

Р        P_max                                  P_max- максимальная мощность выдаваемая                         

                                                  генератором в систему;

                             1                индекс 0 - исходный установившейся режим

а  DP                 Рт=Ра  генератора. Переходной режим состоит, как 

                                                    и любой режим из множества процессов.                    

                           2                  На рисунке 1.3: 1-нормальный режим работы                                                                                                               

                                                     ЭС; 2-аварийный режим работы ЭС;                                                                                   

d₀      90          d            т. а.-установившейся режим работы ЭС;                                                                                      

           Рис.1.3                         Р = f (d)-угловая характеристика мощности;

DР-небаланс мощности при отключении режима ЭС от установившегося.                                                                                                        

В энергосистеме различают следующие группы переходных процессов:

1. волновые, связанные с появлением внутренних (коммутационных и грозовых) перенапряжений. Их изучением занимается курс «техника высоких напряжений». Время этих процессов (1¸10)10⁶ сек = t_в. Частота 50¸10³ Гц = f; напряжение U = (5¸6) Uн; ток I=500Iн; ω - угловая скорость вращения генератора остается неизменной.

2. Электромагнитные. Изучаются в курсе «токи короткого замыкания, время их протекания» tэл=0,01¸0,25 сек; f=50¸600 Гц; U=(0,05¸2)Uн; I=(1¸6)Iн; ω – const.

3. Электромеханические. t_э = 0,01¸100 сек; f = 0,1¸50 Гц; I=(1¸2)Iн;U=(0,05¸2)Uн; ω ¹ const.

Переходные режимы делятся на нормальные (эксплутационные) и аварийные.