Энергетические показатели, характеризующие возможности потери устойчивости

P_m=Механическая турбина Мощность генераторного агрегата

P_g=Электромагнитная выходная мощность генератора

P_a=Ускоряющая сила

Механическая мощность, P_m, обеспечивается турбиной и средняя механическая мощность должна быть равна средней электрической мощности. Когда происходит системное нарушение, возникает изменение одного из параметров уравнения электрической мощности. Для неисправностей, как правило, реактивное сопротивление между генератором и нагрузка (X), напряжение нагрузки (El) или некоторая комбинация Эти два параметра вызывают изменение электрической мощности. Например, для короткого замыкания напряжение нагрузки уменьшается, для размыкания размыкателя реактивного сопротивления увеличивается. Когда блок поколения поездки, необходимая электрическая мощность от остальных генераторов увеличивается. В этом случае мгновенная механическая сила обеспеченная турбиной больше не равна мгновенному значению электроэнергии, поставленная или требуемая нагрузкой. Когда нагрузка на единицу внезапно увеличивается, энергия, выделяемая ротором приводит к уменьшению угловой скорости ротора [2]. А также это уменьшение скорости ротора вызовет колебания в роторе угол и может привести к серьезным колебаниям потока мощности.

Предположим, у нас есть два генератора G1 и G2 параллельно расположенные, и оба генераторы распределяют нагрузку. На внезапное отключение G2, будет увеличение нагрузки на G1 и из–за этого там будут колебания в углу ротора G1, который представлен на рис. 2.

На рис. 2 d – это угол ротора в установившемся режиме, а d^' – изменение в углу ротора из–за колебаний, которые приведут к колебанию номинального напряжения, и это колебание в номинальное напряжение вызывает потерю синхронизма между генераторами параллельно или между генерацией и нагрузкой.

Рисунок 2 – Представление качания мощности из–за изменения в роторе

В зависимости от серьезности нарушения и действий системы управления питанием, система может оставаться стабильной и вернуться в новое состояние равновесия, испытывая то, что называется как стабильное колебание мощности. Сильные системные нарушения, С другой стороны, может вызвать большое отделение угла ротора генератора, большие колебания потоков мощности, большие колебания напряжения и токи, и возможная потеря синхронизма между группой генераторов или между соседними системами [1]. Стабильное колебание мощности: небольшие помехи, которые могут быть управляться действием энергосистемы и система остается в его устойчивом состоянии. Нестабильное колебание мощности: серьезные нарушения может произвести большое отделение системного генератора Углы ротора, большие колебания потока мощности, большие колебания напряжения и токи, и в конечном итоге привести к потере синхронизма.

Колебания мощности могут вызвать сопротивление нагрузки, которое под устойчивым состоянием не соответствует рабочей характеристике реле, работа этих реле во время скачка напряжения может привести к нежелательному отключению линий электропередачи или другой энергосистемы либо ее элементов, тем самым ослабляя систему и, возможно, приводит к каскадным сбоям и отключению основных частей системы питания.

Рисунок 3 – Неправильная работа реле из&за качаний мощности

ОСНОВНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОБЛЕМ МОЩНОСТИ

Колебания мощности могут вызвать сопротивление нагрузки, которое под устойчивыми условиями, может вызвать нежелательные операции реле на разных участках. Эти нежелательные измерения могут усугубить нарушение энергосистемы и причиной большой мощности отключения или даже отключение электроэнергии. В частности, дистанционные реле не должен неожиданно отключаться в динамических условиях системы такие как стабильные или нестабильные колебания мощности, и позволяют мощности Система возвращается в стабильное рабочее состояние.

Таким образом, функция Power Swing Block (PSB) применяется в современных реле для предотвращения нежелательных срабатываний дистанционных реле во время качания мощности [1]. Основное назначение PSB состоит в том, чтобы различать перебои в питании и мощность колебания и блокировка расстояния или других элементов реле от операций во время скачка мощности.

Это должно быть разумным, чтобы справиться с воздействиями на энергосистему принесла качели мощности, особенно для Out-of-Step (OOS) явление, такое же как нестабильное колебание мощности [4]. Неконтролируемое отключение выключателей во время состояния OOS может привести к повреждению оборудования, создать угрозу безопасности для обслуживающий персонал, и в дальнейшем способствовать каскадному отключению и отключение больших площадей энергосистемы. Итак, основной следует использовать функцию отключения по шагам (OST) для достижения дифференциации стабильного от нестабильного колебания мощности и разделение на системные области в заданных пределах сетевые местоположения и при соответствующем напряжении источника разность фаз и углов между системами, чтобы сохранить стабильность энергосистемы и непрерывность обслуживания.

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ МОЩНОСТИ

В отношении методов обнаружения колебаний мощности этот раздел охватывает традиционные методы для PSB и OST, основанные на скорости изменения импеданса и передовые методы, используемые в микропроцессоре на основе реле.

Традиционно, согласно обнаружению разницы в скорости изменения вектора полного сопротивления прямой последовательности, мы можем различить колебание мощности или состояние OOS. Это обнаружение Метод основан на том факте, что для угол поворота ротора из-за системной инерции. А именно, скорость изменения вектора импеданса медленная во время питания колебания, в то время как ситуация полностью противоположна во время системной ошибки с очень быстрым изменением скорости импеданса [1].

Практическая реализация измерения скорости изменения Сопротивления обычно выполняется с использованием двух Элементов измерения полного сопротивления вместе с устройством синхронизации. Если измеренное сопротивление остается между настройками двух элементов измерения импеданса в течение заранее определенного времени, реле объявляет состояние скачка мощности и выдает блокировку сигнала для блокировки работы элемента дистанционного реле. После заданного время реле сработает, если элемент качания мощности не сбрасывается Таймер запускается при кажущемся сопротивлении вводит внешнюю характеристику, см. рис. 3.

Рисунок 3 – Двойное ослепление на основе импеданса характеристики обнаружения колебания мощности

Рисунок 4 – Out–of–step detector

Если видимое сопротивление остается между внутренним и внешними характеристиками для установки времени задержки, элемент PSB работает и выбранные зоны элемента расстояния заблокированы от операции в течение определенного периода времени.

Схема отключения по шагам может использовать то же измерение элемента или другой набор измерительных элементов. Операция похожа на PSB за исключением того, что ожидаемое поведение кажущийся импеданс проходит через внутреннюю и внешнюю характеристику (см. рис. 4).

ВЫВОДЫ

Качания мощности – это вариация потока мощности из трех фраз, которая происходит, когда углы генератора увеличиваются или замедляются относительно друг друга в ответ на изменения в величинах нагрузки и направления, переключение линий, потеря генерации, неисправности и другое системное нарушение.

В реальных приложениях элементы PSB могут быть установлены с использованием сопротивления Основанного на методе, требующего разработки эквивалентной системы. Расцепление при включении питания должно быть установлено с использованием полученных данных. из обширных исследований стабильности. Это сложно рассчитать по всем меняющимся условиям системы, создаются граничные эквиваленты, а затем определяется лучшее место для применения схемы и отделения системы.

Список использованной литературы

1.IEEE PSRC WG D6, Power Swing and Out-of-Step Considerations on Transmission Lines Final draft, June 2005.
3. Power System Relaying Committee, Performance of Generator Protection During Major System Disturbances.
4. Joe Mooney, P.E. and Normann Fischer, “Application Guidelines for Power Swing Detection on Transmission Systems,” Schweitzer Engineering Laboratories, Inc, 2005, pp.2–4.
5. D. Tziouvaras and D. Hou, “Out-of-Step Protection Fundamentals and Advancements,” Proceedings of the 30th Annual Western Protective Relay Conference, Spokane, WA, October 21–23, 2003.