12.(25) Причины появления самораскачивания роторов генераторов энергосистемы.

Самораскачивание-это вид электромеханической неустойчивости генератора, когда его ротор совершает колебательные движения относительно основной скорости (синхронной) с увеличивающейся амплитудой вплоть до выпадения из синхронизма.

3 основные причины появления самораскачивания:

1)Большое активное сопр-е в статорной цепи генератора r/x>0.5 При увеличении активного сопр-я цепи статора демпферный коэф-т уменьшается и при некотором знач становится «-», что явл условием возмож появления самораскачивания генератора.

2)Наличие зоны нечувствительности явл свойством систем АРВ элмех типа, кот-е на современных СМ практически не применяются. Запаздывание в прохождении сигнала от момента изменения параметра регулирования до момента изменения ЭДС обусловлено электромагнитной инерционностью элементов АРВ и обмотки возбуждения, свойственной всем СГ. При работе генератора в области искусственной устойчивости колебательный процесс будет определяться отрицательным наклоном внутренних характеристик, зоной нечувствительности, запаздыванием, энергетическими соотношениями ускорения-торможения и демпфированием колебаний ротора.

3)Неправильная настройка АРВ

Типичным примером неправильной настройки АРВ СД является случай, когда чрезмерно увеличен коэф-т усиления по отклонению напряжения k_0U, а коэф-ы усиления по производным (коэф-ы каналов стабилизации) находятся вне области устойчивости. В этом случае самораскачивание может возникнуть не только в зоне искусственной устойчивости, но и в других режимах, даже при очень малой загрузке генераторов.

Область устойчивости D(0) , построенная на плоскости коэф-ов усиления по первой k_1U и второй k_2U производным напряжения генератора (рис.1.28), ограничена некоторой кривой, называемой границей области устойчивости. Устойчивая работа генератора возможна лишь в том случае, когда значения коэф-в усиления определяют точку внутри этой области (например, точку A).

Рис. 1.28. Область устойчивости энергосистемы

13.(10) Понятие о синхронной оси. Абсолютное и относительное движение роторов генераторов.

Ротор синхронной машины представляет собой вращающееся тело, и поэтому к нему применимы законы механики, которым подчиняется вращательное движение. Если к телу приложить вращающий момент , то оно получит ускорение . где - момент инерции вращающегося тела, в данном случае агрегата “турбина - ротор”. В рабочем состоянии ротор генератора находится под действием двух основных моментов: вращающего, обусловленного действием энергоносителя на турбину и тормозящего, обусловленного воздействием электромагнитных сил, возникающих от тока нагрузки. Поэтому можно записать уравнение:где - вращающий момент турбины;- электромагнитный тормозной момент, обусловленный нагрузкой. Угловое ускорение может быть выражено через вторую производную угла поворота ротора по времени: . Получим уравнение движения ротора :. Однако такое уравнение движения ротора генератора несколько неудобно для электроэнергетических расчетов, поскольку при его : или ,где - постоянная инерции ротора, численно равная времени, в течение которого ротор разгоняется d-магнитная ось ротора из состояния покоя до номинальной скорости под действием номинального вращающего момента при постоянном моменте сопротивления; Следует иметь в виду, что угол отсчитывается от неподвижной оси, называемой осью отсчета. Однако более удобно измерять угловое положение ротора, его скорость и ускорение не относительно неподвижной оси, а относительно оси, вращающейся с синхронной скоростью .

Угол ( б-с точки зрения устойчивости это угол относительно синхронно вращающейся оси) между синхронной вращающейся осью и поперечной осью ротора, скорость и ускорение изменения этого угла определяются как; ; .С учетом этих соотношений уравнение движения ротора принимает окончательный вид: .В этом уравнении выражены в радианах, а и - в относительных единицах.

Переходные электромагнитные процессы в генераторах сопровождаются изменениями отдаваемой Г мощности, благодаря чему нарушается равновесие между моментом, развиваемым первичным двигателем, с одной стороны, и генераторами, с другой. В результате этого возникает относительное перемещение ротора, отражаемое изменением угла б. Относительное перемещение роторов связанно с отклонением их частоты вращения от синхронной) При относительном перемещении ротора в его обмотках наводятся токи, налагающиеся на систему токов, вызванных первоначальным изменением режима работы генератора. Эти дополнительные токи обуславливают дополнительные колебания мощности генератора.