1.3. РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
Требуемое качество электроэнергии у потребителей обеспечивается комплексом технических и организационных мер, главными целями которых является регулирование частоты в системе и регулирование напряжения как в системе в целом, так и в отдельных ее узлах. Обеспечение других показателей качества, как правило, является второстепенной задачей, которая решается в основном местными средствами.
Частота в системе пропорциональна частоте вращения турбин, вращающих генераторы, и отклонения ее происходят одновременно во всей системе:
(17)
где w — угловая скорость турбины, рад/с; р — число пар полюсов генератора.
Отклонение частоты связано с изменением выработки активной мощности в системе, поэтому для регулирования частоты система должна располагать резервом активной мощности.
Регулирование частоты осуществляется частотной станцией, которая воспринимает все быстрые изменения нагрузки, тогда как медленные и более значительные изменения воспринимаются остальными станциями системы. При фиксированном поступлении энергоносителя (воды, пара) в турбины частота в системе зависит от нагрузки. Увеличение нагрузки ведет к снижению частоты и наоборот. Поддержание частоты в заданных пределах выполняют центробежные регуляторы скорости турбины, которые через сервопривод воздействуют на поток энергоносителя, поступающего в турбины.
Регуляторы частоты характеризуются статическими характеристиками 1 и 2 (рис. 3). Частотная станция характеризуется суммарной статической характеристикой по частоте.
Рис з
Основной показатель этих характеристик — статизм
(18)
где
—соответствующие изменения частоты и актив
ной мощности, Гц и МВт. Статизм характеристик регуляторов паровых турбин, например, имеет значение 0,02.. 0,04. При работе станции на характеристике 1 при нагрузке, соответствующей характеристике /. установившийся режим будет соответствовать точке A (fH, Рп). Изменение нагрузки (переход на характеристику II) вызовет снижение частоты и переход в новую рабочую точку Ах (/ь Р\)- Регулятор частоты для восстановления ее заданного уровня должен перевести станцию на новую статическую характеристику 2 и
обеспечить работу в новом режиме, соответствующем точке А.% (fн, Р%), но расход энергоносителя в данном случае будет уже большим. Этот процесс регулирования частоты осуществляется непрерывно и автоматически с помощью регулятора и называется первичным регулированием.
Для перераспределения активной мощности между работающими турбинами при неизменной частоте необходимо изменить уставки регуляторов турбин, т. е. сместить их статические характеристики. Такое воздействие производится либо вручную, либо с помощью вторичного регулятора активной мощности и называется вторичным регулированием. Вторичное регулирование осуществляется на станции, ведущей частоту, которая и воспринимает все пики и сбросы нагрузки в то время, как остальные станции системы работают по заранее заданному графику нагрузки. Станция, ведущая частоту, обычно одна из самых мощных в системе, но если ее мощности для покрытия пика нагрузки недостаточно, то ей в помощь выделяют дополнительную станцию.
