Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Аварийная частотная разгрузка энергосистем

Постоянная времени энергосистемы - Аварийная частотная разгрузка энергосистем

Оглавление
Аварийная частотная разгрузка энергосистем
Снижение частоты в системе при дефиците генерации
Принципы частотной разгрузки
Динамика снижения частоты при действии АЧР
Запаздывание в канале частотной разгрузки
Выбор мощности потребителей, присоединяемых к АЧР
Разгрузка энергосистемы по скорости снижения частоты
Разгрузка с малым числом очередей
АЧР с большим числом очередей
Подъем частоты при действии АЧР-2
АЧР при наличии резерва в системе
Исследование переходных процессов на ЭВМ
Постоянная времени энергосистемы
Регулирующий эффект нагрузки

Постоянная времени Tj обусловлена инерционностью вращающихся масс турбо- и гидроагрегатов и механизмов нагрузки. В уравнении движения инерционность учитывается моментом инерции J, а именно
(13.1)
где . Здесь G - вес и D - диаметр ротора агрегата.
Из этого уравнения следует, что избыточный момент создает ускорение движения.
Обычно частоту вращения выражают в относительных единицах
(13.2),
где, ω - ее текущее значение частоты вращения. Отсюда следует, что Подставляя в уравнение движения, получим
(13.3)
В этом уравнении избыточный момент ΔΜ представлен как разность моментов турбины Мт и нагрузки Мн.
Моменты удобно выражать в относительных единицах. Для этого левую и правую части уравнения следует разделить на номинальный момент, а именно
(13.4)
Выражение определяет собой постоянную времени Tj. При этом уравнение движения запишем в форме
(13.5)
В справочной литературе для агрегатов приводятся значения Tj, выраженные в секундах.
В уравнении движения произведем преобразования, то есть
(13.6)
В таком случае получим

где
Расчет Tj проводят по формуле
(13.8)
где - момент инерции агрегата, т м2; н- частота вращения об/мин;
Рном - номинальная мощность агрегата, МВт.
Из уравнения движения следует
(13.9)
Если , и частота вращения равная единице ω.=1
получается при t=Tj. Эти выкладки подтверждают определение постоянной Tj - это есть время, в течении которого агрегат переходит из состояния покоя до номинальной частоты вращения при номинальном движущем моменте, что соответствует полному открытию регулирующего органа.
Если момент ΔΜ, или мощность ΔΡ будут отрицательны, то будет происходить торможение агрегата. Теоретически можно представить такой эксперимент: турбина отключается, а генератор продолжает работать на полную нагрузку, величина которой остается постоянной и независимой от напряжения и частоты вращения. Первое условие можно выполнить, имея на входе нагрузки регулятор напряжения, который поддерживает постоянство напряжения на нагрузке независимо от напряжения генератора. Второе условие выполнимо, если в качестве нагрузки выбрать потребителя нулевой категории, например, потребителя на постоянном токе, мощность которого не зависит от частоты.
Отключение турбины соответствует мгновенному закрытию регулирующего органа турбины, т.е. Рт=0.

Начиная с этого момента времени, ΔΡ=-1,0 , при этом будет происходить срабатывание кинетической энергии ротора агрегата и он остановится через Tj с.
Если в таком эксперименте после отключения турбины на генераторе оставить неполную нагрузку, а только часть ее, например, механизмы собственных нужд агрегата, то в этом случае и срабатывание
кинетической энергии агрегата будет происходить медленнее, так при энергии хватит на 100 с.
Практически сработать кинетическую энергии полностью не возможно - при низкой частоте вращения и малом напряжении генератора не удается передавать мощность к нагрузке. Однако, от это вполне приемлемо.
Формально постоянную времени Tj можно пересчитать к новым базисным условиям, например, к базисной мощности Р6. Этот пересчет производится по формуле
(13.10)
Рассмотрим вопрос о постоянной времени энергосистемы. Пусть два агрегата работают параллельно. В этом случае моменты инерции первого J1 и второго J2 агрегатов суммируются Суммарная постоянная времени найдется как
(13.11)
Возможны разные частные случаи:

Отсюда следует, что энергосистема состоящая из однотипных агрегатов имеет ту же самую постоянную времени, что и постоянные времени каждого агрегата. Правда, эта постоянная времени рассчитана относительно суммарной номинальной мощности, т.е. номинальной мощности целой энергосистемы. Это положение дает возможность разобраться в такой ситуации - включение или отключение агрегатов системы не меняет величину постоянной времени, понимая при этом, что каждый раз она рассчитывается по отношению к номинальной мощности работающих агрегатов.
В общем случае постоянная времени энергосистемы получается как средневзвешенная величина, причем параметры мощных агрегатов играют доминирующую роль.
Момент инерции колеса турбины JT меньше подобного параметра генератора Jr. В расчете постоянной времени агрегата он учитывается так
(13.12)
Механизмы, приводимые во вращение электродвигателями, также запасают кинетическую энергию. Связь генератор-нагрузка можно рассматривать как электрический вал. В таком случае момент инерции этих механизмов следует учитывать в расчете постоянной времени агрегата так же, как учитывается инерционность колеса турбины, соединенного с ротором генератора механическим валом.
При изменении состава агрегатов энергосистемы, а также изменении состава потребителей, постоянная времени энергосистемы меняется. Однако эти изменения невелики и в расчетах частотной разгрузки вполне приемлемо принимать средневзвешенное значение, например Tj=10c, тем более, что в расчетах АЧР фигурирует постоянная времени практически в десять раз меньшая чем Tj. Усреднение Tj в таком случае не приведет к заметной погрешности расчета динамики снижения частоты.



 
Автоматизация энергоснабжения »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.