Файл: Болотин, Б. И. Инженерные методы расчетов устойчивости судовых автоматизированных электростанций.pdf

(в заранее заданной последовательности) отключение части неответст­ венных потребителей электростанции при перегрузке генераторных агрегатов (либо по полному, либо по активному току).

Если на судне имеется две электростанции, то в случае недопусти­ мого уменьшения частоты или напряжения в одной из них ответствен­ ные потребители могут переключаться на питание от другой электро­

вого фидера используется устройство автоматической защиты от об­ рыва фазы и снижения напряжения типа ЗОФН, которое производит отключение в случае обрыва фазы и подает световой сигнал или зву­ ковой сигнал при снижении напряжения фидера берега сверх допу­ стимой величины.

Для контроля состояния электростанции используется система световой сигнализации с устройством типа УС (мигающий свет) и си­ стема световой и звуковой сигнализации с устройством типа УЗС. К группе контролирующих устройств принадлежит и устройство кон­ троля сопротивления изоляции типа УКИ (ПКИ), которое предназна­ чается для непрерывного контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока. При уменьшении сопротивления изоляции до зна­ чения, определяемого сопротивлениями уставок, происходит сраба­ тывание световой и звуковой сигнализации.

Таким образом, современная САЭС с точки зрения управления процессом производства и распределения электрической энергии оп­ ределенного качества и количества может быть разделена на следую­ щие основные части [20]:

1.Объект управления, включающий в себя ГА.

2.Управляющая часть комплекса, которая своими устройствами осуществляет автоматическое регулирование режимных параметров генераторных агрегатов (напряжения, частоты, распределения ак­

тивной нагрузки и т. д.) и управление структурной цепи главного тока (т. е. системой распределения электроэнергии).

3. Управляющая часть комплекса, с помощью которой осущест­ вляется ручное управление режимными параметрами генераторных агрегатов (изменение уставок по частоте, напряжению и т. д.) и структурой цепи главного тока. Для этого оператор считывает инфор­ мацию о состоянии СЭС; осуществляет ее переработку, на основании которой (в соответствии с инструкцией) принимает решение; реали­ зует принятое решение управляющими воздействиями (через органы управления) на объект управления (на источники, распределительную систему или потребители).

Оценивая функции рассмотренных выше устройств и созданных на их базе систем, можно отметить, что по своему воздействию на элек­ тростанцию они могут быть разделены на две группы.

В первую группу могут быть включены все устройства (системы), воздействующие на структуру цепи главного тока (т. е. на систему распределения электроэнергии), на потребителей и на сигнализацию. К этой группе относятся устройства: УВР, УРГ (УТЗ), УСГ, УПП, ЗОФН, УКИ, УЗС и т. д.

Во вторую группу могут быть включены все устройства (системы), осуществляющие автоматическое регулирование режимных парамет­ ров ГА: САР частоты вращения первичных двигателей (САРС); САР напряжения генераторов (САРН); система автоматического распреде­ ления реактивной мощности; система автоматического распределения активной мощности (САРАМ), использующая устройства типа УРЧН или УРМ-35; система автоматического регулирования частоты (САРЧ), использующая устройство типа ПРЧ.

Несмотря на то, что обе эти группы образуют на первый взгляд одинаковые замкнутые контуры, воздействующие на электростанцию, между ними существует принципиальная разница.

Системы с устройствами первой группы не контролируют резуль­ татов своего воздействия (т. е. не имеют обратных связей) и потому

зультатов своего воздействия (т. е. имеют обратные связи по регули­ руемым режимным параметрам) и потому являются замкнутыми си­ стемами, которые могут обуславливать колебания в САЭС.

Таким образом, при исследовании устойчивости работы САЭС и изучении колебаний в них должно оцениваться влияние именно этих систем и устройств.

§ 4. Особенности параллельной работы генераторов в СЭС

Режим параллельной работы ГА в судовых условиях имеет сущест­ венные отличия от режима параллельной работы агрегатов и станций в береговых условиях. Вместе с тем эти отличия, оказывающие основ­ ное влияние на устойчивость работы систем, не нашли достаточно чет­ кого отражения в существующей литературе.

Рассмотрим условия обеспечения статической устойчивости 1-го рода при работе береговых и судовых электростанций.

Как известно, в настоящее время отдельные береговые электро­ станции объединяются в большие системы, причем между станциями существуют протяженные линии электропередач, обладающие значи­ тельными реактивными сопротивлениями хл.

В принципе возможные схемы параллельной работы станций (агре­ гатов) в береговых условиях могут быть сведены к трем схемам [35]:

— схема «станция—шины» неизменного напряжения и частоты с простой связью (рис. I. 1, а), т. е. при отсутствии на электропере­ даче, связывающей эту станцию с приемной системой, промежуточных

20

—схема «станция—шины» неизменного напряжения и частоты со сложной связью (рис. 1.1, б), т. е. при наличии на электропередаче местных или промежуточных отборов мощности;

—схема «станция—станция» в общем случае со сложной связью

(рис. 1.1, в) при Р-с~ < 10.

Р1

Общим для всех этих схем является наличие реактивного сопро­ тивления линии электропередачи хл, которое вносит определенную особенность в расчеты, играет существенную роль в вопросах устой­ чивости параллельной работы береговых систем.

Эта особенность может быть обнаружена при рассмотрении наибо­ лее простого случая работы генератора на шины неизменного напря­ жения и частоты в береговых и судовых условиях (в соответствии с рис. 1.1, а).

Рис. 1.1. Возможные схемы параллельной работы ГА в береговых условиях: а — схема «станция—шины» неизменного напряжения и частоты с простой связью; 6 — схема «станция—шины» не­ изменного напряжения и частоты со сложной связью; в — схема «станция—станция» со сложной связью

Как известно, в судовых условиях реактивное сопротивление ли­ нии передач мало и может быть принято по отношению к сопротивле­ нию xd генератора равным нулю. В этом случае отдаваемую генерато­ ром активную мощность при неучете явнополюсности можно опреде­ лить по известной формуле:

э. д. с. Ed и напряжением и сети бесконечной мощности.

Как показано в работе [15], при передаче номинальной нагрузки угол 61ном в этих условиях (при хл = 0) составляет 10—25°.

Предел передаваемой генератором мощности (максимальная мощ­ ность, которая может быть передана генератором без выпадения его из синхронизма), определится из известного условия бг = 90°, т. е.

21

Запас устойчивости kcl этой системы при условии, что Ел — const, равен [19]:

В береговых условиях (при хл ф 0) активная мощность, передавае­ мая генератором, может быть определена по формуле

В современных энергосистемах угол 62 при передаче генератором

Таким образом, отсутствие длинных линий передач 'в СЭС обеспе­ чивает для этих станций, в отличие от береговых станций, большой запас статической устойчивости 1-го рода.

Практически вопрос о статической устойчивости 1-го рода для СЭС не ставится также в силу того обстоятельства, что в нормальных ре­ жимах работы ГА, применяемые в СЭС, имеют в соответствии с техни­ ческими условиями ограничение по моменту, развиваемому первичным двигателем, лежащее в пределах (1,3 ч- 1,35) Мном. Следовательно, предельная мощность, которая может быть получена от судового ГА, в нормальных режимах не может быть больше Р тах = 1,1 ч- 1,35 Р ном,

Таким образом, вопрос статической устойчивости 1-го рода явля­ ется определяющим только в береговых электростанциях в силу ма­ лого запаса устойчивости. Правда, применение сильного регулиро­ вания возбуждения (увеличение Ed в соответствии с возрастанием нагрузки, вследствие чего, как видно из формулы (1.2), прежнее зна­ чение мощности может передаваться при меньшем угле) повышает коэффициент запаса устойчивости 1-го рода, но приводит к уменьше­ нию запаса устойчивости 2-го рода, так как увеличивает коэффициент усиления системы по контуру возбуждения.

22