エネルギーシステムの安定性。 一般情報。 回復力を高める方法

電力システムの静的安定性。

静的安定性とは、システムが外乱を受けた後に元の状態、または元の状態に近い状態を復元する能力です。

動的安定性とは、大きな外乱の後にシステムが元の状態、または元の状態に近い状態を復元する能力です。

システムの静的安定性の定義に基づいて、負荷のごくわずかな増加が安定性の侵害を引き起こす領域が存在すると結論付けることができます。 このモードはリミットモードと呼ばれ、システム負荷は静的安定性の条件下での最大または最大負荷と呼ばれます。

電力システムは、体制内の何らかの変化（悪化）がその運用の安定性の破壊につながらないように運用する必要があります。 安定性マージンの最も単純な評価は、テストされた (初期) モードの指標と、最大の安定性を持つモードを特徴付ける指標の比較に基づいています。

緊急事態後の EPS 動作の静的安定性は、原則として、追加の資本投資を必要としない対策によって確保されます。

– 発電機端子の電圧が短期間上昇する。

– 急速な衰退発電所などの発電機の一部を停止して送電負荷を軽減します。

– さらに、静的安定性を高める手段もありますが、ある程度の資本投資が必要です。

– 発電機の高速励磁システムの使用。

– 中間変電所での同期補償器の使用。

– 静的サイリスタ補償器の使用。

– 静電コンデンサなどを使用した送電の誘導抵抗の縦方向の容量性補償

– これらの対策のほとんどすべてにより、動的安定性を向上させることができます。

動作中、消費者の制限や油圧資源の損失を防ぐためにこれが必要な場合、動力伝達装置の役割に応じて静的安定性のマージンを 5 ～ 10% に低減して、通常モードでの動力伝達装置の長期動作が許可されます。電力システム内の電力伝送と、安定性の侵害の可能性による影響。

システムの安定性 (または不安定性) に関する質問に対する正確な答えは、特性方程式の根をすべて計算することで得られます。 ただし、高次方程式の根を計算する手順は非常に労働集約的であるため、特性方程式の根を計算せずに複素数上のそれらの位置を決定できるようにする特別な数学的条件が多数開発されています。したがって、システムの安定性または不安定性の問題に正確に答えることができます。 これらの数学的条件は安定性基準と呼ばれます。 安定性には代数的基準と周波数基準があります。 代数的基準には、特性方程式の係数から特定のルールに従って編集された条件のグループ (不等式のグループ) が含まれており、それに従って安定性が発生します。 少なくとも 1 つが違反されると、不安定が発生します。 代数基準を使用して解析を実行するには、明らかに、最初に特性方程式の左側の多項式の係数を計算する必要があります。 必要かつ 十分条件代数不等式の形をした微分方程式の線形均質系の安定性は、英国の科学者ラウスとスイスの数学者フルヴィッツによって確立されました。

代数的安定性の基準:

o ハーヴィッツ基準

Hurwitz の不等式系は次のように構築されます。 特性多項式の係数は、正方 Hurwitz 行列を構築するために使用されます。 安定性のための必要十分条件は、すべての n 個の対角マイナーが正でなければならないことです。

o ラウス基準

特性方程式の係数を数値的に指定した高次システムの場合は、より便利です。 特性多項式の係数からラウス テーブルがコンパイルされ、その各要素は前の 2 行の 4 つの要素を通じて計算されます。 計算アルゴリズムは表から明確にわかります。 テーブルには (n+1) 行あります。 ラウスの安定性要件は次のように定式化されます。システムが安定するには、最初の列のすべての係数が正であることが必要かつ十分です。

周波数安定性の基準。

系の安定性を研究する場合、特性方程式の根を計算するだけでなく、方程式自体を左辺の特性多項式として求めることが困難な場合があります。 そのような場合

頻度基準の方が便利であることが判明しました。

代数基準と同様に、根の平面上の右半平面における特性方程式の根の有無を決定することができます。 頻度の基準は、既知の内容に基づいています。 高等数学議論の原則。 。

電力システムの安定性の物理的基盤 電力システムの静的安定性は、レジームの小さな外乱下での安定性です。 最も単純な機械システムの考察から、ランダムな外乱の後、システムが元のモードまたはそれに近いモードに復元する傾向がある状態 (領域) が存在することがわかります。 他の領域では、ランダムな外乱によってシステムが初期状態から外れてしまいます。 前者の場合、システムは安定していますが、後者の場合、システムは不安定です。

電力システムの安定性の物理的基盤 定常状態では、システムに入る電源エネルギーと負荷で消費され損失をカバーするエネルギーとの間にバランスが取れています。 モードパラメータの変化として表れる外乱があると、このバランスが崩れます。 システムが、発電所で生成されるエネルギーよりも撹乱後のエネルギーがより集中的に消費されるような特性を備えている場合、撹乱の結果として生じた新しい状態には、以前の定常状態またはそれに近い状態のエネルギーを供給することはできません。システム内で復元する必要があります。 このようなシステムは安定しています。

電力システムの安定性の物理的基礎 安定性の定義から、システムの安定性を維持するための条件 (安定性基準) は比率、または微分形式であることがわかります。 この量を余剰エネルギーといいます。 外乱中に発生する追加の生成エネルギーが、システムの損失を考慮したシステムの負荷よりも激しく増加する場合、このエネルギーは正になります。

電力システムの安定性の物理的基礎 この条件下では、安定性の基準は、つまり、定義パラメータに対する過剰エネルギーの導関数が負である場合にモードは安定であるという形式で記述されます。

電力システムの安定性の物理的基盤 電力システムの安定性を確保するには、発電機回転子のシフト角とシステムの節点における電圧ベクトルによって特徴付けられる静的安定性のマージンが不可欠です。 非常に重要緊急後モードでは静的安定性の予備があり、送電電力に関しては 5 ～ 10%、通常モードでは 15 ～ 20% でな​​ければなりません。 ただし、これらの数は厳密に制限されているわけではありません。

電力系統の安定性の物理的基礎 系統の静的な安定性を確認するには、系統のすべての要素および制御装置の微分振動の微分方程式を作成し、安定性の特性方程式の根を調べる必要があります。 このような問題を厳密に解決することは非常に難しいため、工学計算では、実際的な安定性基準の使用に基づいた近似的な方法を使用して安定性を研究します。

システムの静的安定性「等価発電機 - 定電圧バス」 単一の遠隔発電所が定電圧バス（システム）に接続されているシステムは、最も単純と呼ばれます（図11.1、a）。 システムの発電所の合計電力は、問題の発電所の電力を大幅に超えると考えられています。 これにより、システム バスの電圧はどの動作モードでも変化しないと考えることができます。 最も単純なシステムは、電力システムの単一マシン モデルまたは「マシン バス」モデルとも呼ばれます。

静的安定性 分析対象の発電所は、変圧器接続と送電線を介して、その受電バスが無限電力バス (IBP) として指定されるほど強力な集中電力システムの発電機に接続されています。 特徴的な機能 BBM は、モジュラスが一定であり、この電圧の周波数が一定である電圧です。 BBM を使用する場合、電気図における対応する電力システムは、原則として示されません。 等価回路では、無限の電力バスが強力なシステムを表す要素として使用されます。

図の静的安定性 11. 1、b は、火力発電所の 2 つの主要ユニット、タービンと発電機を示しています。 タービンのトルクは供給されるエネルギーの量に依存します。 蒸気タービン- これは蒸気、水力タービンの場合は水です。 通常モードでは、エネルギーキャリアの主要パラメータが安定しているため、トルクは一定です。 発電機によってシステムに供給される電力はいくつかのパラメータによって決定され、その影響は発電機の電力特性に依存します。

静的安定性 発電機の電力特性を取得するために、電力伝送のベクトル図を作成しました (図 11.1、c)。 ここで、合計電流ベクトルは実数成分と虚数成分に分解され、抵抗は図に示すシステムの等価回路から得られます。 11.1、g:

静的安定性 ベクトル図から、 は電流の有効成分、 は電圧ベクトルに対する EMF ベクトルのシフト角であることがわかります。 等式の両辺を乗算すると、(11.1) が得られます。 ここで、 は発電機によって供給される有効電力です (相対単位で取得されます)。

静的安定性の依存性 (11.1) は本質的に正弦波であり、発電機の電力特性と呼ばれます。 発電機の EMF と電圧が一定の場合、発電機のローターの回転角度はその有効電力によってのみ決まり、その有効電力はタービンの電力によって決まります。 タービンの出力はエネルギーキャリアの量に依存し、座標では直線で表されます。

静的安定性 発電機の起電力と受電側の電圧の特定の値では、電力特性には最大値があり、これは次の式で計算されます。 (11.2) この値は、電気システムの「理想的な」電力制限とも呼ばれます。 各タービン出力値は特性 a と b の 2 つの交点 (図 11.2、a) に対応し、発電機とタービンの出力は等しくなります。

静的安定性 点 a での動作モードを考えてみましょう。 発電機の出力がある量だけ増加すると、正弦波の依存に従って角度もある量だけ変化します。 図より ただし、点 a では、出力の正の増加は角度の正の増加に対応するということになります。 発電機の出力が変化すると、タービンと発電機のトルクのバランスが崩れます。 発電機の出力が増加すると、タービンに接続されているローターシャフトにタービンのトルクを超える制動トルクが発生します。 制動トルクにより発電機の回転子が減速し、これにより回転子とそれに関連する EMF ベクトルが減少する角度に向かって移動します (図 11.2、b)。

静的安定性 過剰なトルクの影響下でのローターの動きは、この動きの速度よりも何倍も速い同期速度で正の方向への動きに重ねられることを強調しなければなりません。 その結果、点 a では元の動作モードが復元され、静的安定性の定義から分かるように、このモードは安定しています。 点 a で発電機の出力を低減しても、同じ結論が得られます。

静的安定性 点 b で発電機の出力を下げると、加速する過剰トルクが発電機ローター シャフトに現れ、角度が増加します。 角度が増加すると、発電機の出力はさらに減少し、これにより加速トルクがさらに増加し​​ます。そのため、同期の喪失と呼ばれる雪崩のようなプロセスが発生します。 同期が外れ、発電機が最終的に非同期モードになるプロセスは、受信システムの電圧に対する EMF ベクトルの連続的な動きによって特徴付けられます。

静的安定性 b 点で発電機出力が増加すると、過剰な制動トルクが発生し、タービン発電機システムの動作点が a 点に移動します。 したがって、出力特性の点 a はタービンと発電機のモーメントの安定平衡点、点 b は不安定平衡点となります。 同様に、電力特性の増加部分にあるすべての点はシステムの安定動作点であり、特性の下降部分にある点は不安定動作点です。 安定動作ゾーンと不安定動作ゾーンの境界が最大電力特性です。

静的安定性 したがって、電気システムの静的安定性の兆候は、角度増分に対する電力増加の兆候です。 この比率が負の場合、システムは安定しています。この比率が負の場合、システムは不安定です。 限界まで通過すると、安定性基準が得られます 最も単純なシステム: 。 タービン出力が値から値に増加すると (図 11.2、a)、ローター角度が値から値に増加し、静的安定性が低下します。

静的安定性 明らかに、動作条件下では、発電機に最大出力まで負荷をかけるべきではありません。モードパラメータのわずかな偏差が同期を失い、発電機が非同期モードに切り替わる可能性があるからです。 予期せぬ外乱が発生した場合に備えて、静的安定性安全係数を特徴とする発電機の負荷に対する予備が提供されます。 (11.3)

静的安定性 電力系統の安定性に関するガイドラインでは、電力系統の通常モードにおいて、発電所と電力系統の母線を結ぶ送電の安定余裕を通常モードで20%以上、通常モードで8%以上確保する必要があると規定している。緊急事態後の短期モード。 最も厳しいモードでは、線路に沿った電力の流れの増加により消費者の制限や水力資源の損失を減らすことができ、安定余裕は 8% に減少する可能性があります。 短期とは、最長 40 分間続く緊急事態後の状態を意味します。その間、通信指令担当者は通常の静的安定性マージンを回復する必要があります。

突極型発電機の電力の特性 突極機の電力を特性化するために、システムに供給される有効電力の式を書き留めておきます。

突極発電機の電力特性 最後の式から、突極発電機の電力特性には、主な正弦波成分に加えて、第 2 成分、つまり第 2 高調波成分が含まれていることがわかります。その振幅は次の値に比例します。誘導リアクタンスの違いと。 第 2 高調波は、最大電力特性を角​​度が減少する方向にシフトします (図 11.3)。 最初の主要部分は EMF の大きさに依存し、発電機を励起する必要があることを示します。 2 番目の成分は発電機の励磁に依存しません。これは、突極発電機が無効トルクにより無励磁で有効電力を生成できることを示していますが、この有効電力は倍角の正弦に依存します。

突極型発電機の電力特性 非突極機の特性に比べて電力特性の振幅が大きくなります。 ただし、この増加は、EMF値が低い場合にのみ現れます（最初と2番目の成分が同じオーダーである場合）。 通常の状態では、第 2 高調波の振幅は基本高調波の 10 ～ 15% であり、電力特性に目立った影響はありません。

ARV を備えた発電機の電力特性 図の発電機が次のようになっているとします。 11.1 電圧調整システムが無効になります。 検討中のシステムのベクトル図を作成して、発電機バスの電圧を強調表示してみましょう (図 11.4、a)。 それは、システムの外部抵抗による電圧降下によって異なります。システムはどこにありますか。 外部抵抗

ARV を使用した発電機電力の特性 発電機バスの電圧ベクトルは、誘導リアクタンスに比例して、電圧降下ベクトルを 2 つの部分に分割します。 送信有効電力を によって増加させ、それによって角度 によって増加させましょう。 これにより、システムに伝達される無効電力が変化します。 無効電力の角度依存性を求めるには、図のベクトル図から次の式を書きます。 11.1、で

ARV を使用した発電機の電力の特性 最後の等式の左辺と右辺を乗算すると、次のようになります。 最後の関係から、角度から発電機によって供給される無効電力の式が得られます。

ARV を備えた発電機の電力の特性 この図から、角度の増加により発電機バスの電圧が低下することがわかります。 自動励磁レギュレータがオンになって電圧を制御するとします。 この電圧が低下すると、レギュレータは前の電圧値が回復するまで励起電流を増加させ、それに伴って EMF も増加させます。 さまざまな角度値での ARV を備えた発電機の定常状態の動作条件を検討する場合、多くの場合、定電圧を想定します。 図では、 11. 4、b は、以下のために構築された一連の特性を示しています。 さまざまな意味電磁波。

ARV を備えた発電機の出力の特性 点 a を通常モードの開始点とすると、(角度の増加を伴う) 出力を増加させるために、新しい定常状態モードの点が決定されます。ベクトル図 (図 11.4、a) に従って、ある特性から別の特性への遷移によって行われます。 異なる励起レベルで確立された点を接続することにより、発電機の外部特性が得られます。 中でも増えます

ARV を使用した発電機電力の特性 ゲイン係数 50 ～ 100 の比例型レギュレータ (RPT) により、発電機バスバーの電圧をほぼ一定に維持することができます。 ゲインは、励起ユニットの数と発電機の電圧ユニットの数の比として定義されます。 しかし、このような利得を備えた ARV を備えたそのような発電機の最大送信電力は、調整されていない発電機の最大電力よりわずかに高くなります。

ARV を備えた発電機の電力の特性 これは、電力特性のある点 (図 11.5、a の点 3) で電力が増加すると、発電機の自己発振が始まる、つまり周期的であるという事実によるものです。ローターの振動の振幅が増大すると、発電機の同期が失われます。 したがって、比例タイプのレギュレータはそれを維持しようとせず、負荷の増加に応じてわずかに減少することを許容します。 この場合、達成できる最大電力は電力よりも大幅に高くなります (図 11.5、b)。

ARV を備えた発電機の電力特性 20 ～ 40 程度のゲイン係数での電力特性は、最大値が発電機の特性とほぼ同じになります。 したがって、比例型調整器を備えた発電機は、過渡起電力と抵抗によって等価回路で表すことができます。

ARV を使用した発電機の電力特性 EMF に置き換えた発電機の電力特性は、突極発電機の特性と同様に求めることができます。

ARV を備えた発電機の出力の特性 RPT にデッドゾーンがある場合、o のモードがクリティカルとみなされます。つまり、最大出力は の点で到達します。

ARVを備えた発電機の電力の特性 レギュレータは、一方向または別の方向の電圧偏差が特定の値に達した後にのみ動作し始めます。 デッドゾーンにある小さな偏差の場合、レギュレータは機能しません。 不感帯の境界は 2 つの外部特性に対応します (図 11.6)。

ARV を使用した発電機の電力特性 点 a を初期モードに対応させます。 角度の増加を引き起こすわずかな外乱により、発電機バスバーの電圧は低下しますが、角度の偏差が不感帯にある限り、レギュレーターは機能しません。 角度が増加すると、加速する過剰トルクが発電機シャフトに現れ、トルクがさらに増加し​​ます。 動きの角度が不感帯の境界 (点 b) を超えると、コントローラーは動作を開始します。

ARV を備えた発電機の電力特性 励磁電流が増加し、その結果発電機の EMF が増加すると、電力の減少が遅くなり、大きな EMF (点 c、d) に対応する電力特性上の動作点が移動します。 点 e では、余剰電力は次のようになります。 ゼロに等しいしかし、ローターの慣性により角度は増加し続けます。 点 f で角度は最大になり、その後減少し始めます。

ARV を備えた発電機の出力特性 点 g を通過した後、横たわっている 外部特性、レギュレータは励磁器電圧を低下させ始め、電力変化曲線は交差します。 内部特性逆方向に力を加えます。 したがって、内部の不安定性により、発電機回転子の非減衰振動 (角度振動) が発生します。 これらの振動の振幅は、コントローラーのデッド ゾーンの幅によって異なります。 発電機の電圧、電力、電流は角度とともに変動します。 このような変動により、発電機の動作を制御することが困難になり、そのようなモードでの動作を放棄する必要が生じます。

ARV を備えた発電機の電力の特性 o. 電圧の変化だけでなく、電圧の変化の速度や加速度にも応答する、より複雑な励磁レギュレーターを使用することで、発電機の安定した動作を確保することが可能です。 このような調整器をレギュレータと呼びます 強力なアクション。 強動作レギュレータは発電機の端子に定電圧を（自己発振なしで）提供するため、このようなレギュレータを備えた発電機は、等価回路での静的安定性を計算するときに抵抗ゼロの定電圧源として表すことができます。

任意の時点、または特定の時間間隔におけるシステムの状態は、 政権 システム。 このモードは、システムの動作状態を定量的に決定する指標によって特徴付けられます。 これらのインジケーターは次のように呼ばれます。 モードパラメータ 。 これらには、電力、電圧、周波数、EMF ベクトルのシフト角度、電圧、電流の値が含まれます。

電気システムモードは次のとおりです。 設立 または 過渡的な .

過渡的なプロセスでは、何らかの理由でモード パラメータの自然な連続変化が発生します。 これらの理由はこう呼ばれます 不穏な影響 。 これらはモードパラメータの初期偏差を作成します - 政権の混乱 .

で 通常の状態動作中には常に小さな負荷の変化が発生します。 したがって、厳密に不変の体制はシステム内に存在せず、定常状態の体制について話す場合、常に小さな撹乱の体制を意味します。

小さな外​​乱がシステムの安定性の侵害を引き起こしてはなりません。つまり、システムの初期モードのパラメータの徐々に増加する変化を引き起こしてはなりません。

静的安定性 –これは、小さな外乱の後に元の (または元に近い) モードを復元するシステムの能力です。

特定の条件下では、定常状態が不安定になる場合があります。 これは、システムが極端なモードで動作する場合に発生します (伝送電力が高すぎるか低すぎる、負荷ノードでの電圧降下など)。 このような場合、小さな外乱が体制パラメータの変化を徐々に増大させます。この変化は最初は非常にゆっくりと起こり、自発的変化と呼ばれることもあります。 滑り性（流動性） 通常システムモードのパラメータ。

静的安定性を研究するときは、次のことを事前に仮定します。 絶対値モードパラメータが設定値から逸脱すると、変更することはできません。 発生原因や発生場所は特定されていません。 これらは一部です 無料の妨害 、確率的な性質を持っています。

したがって、静的安定性を研究するタスクは、外乱の大きさを決定することなく、レジームパラメータの変化の性質を決定することのみに限定されます。 この場合、解析は定常状態のパラメーター値の領域で指定された小さな領域 e に限定されます。

電気システムの静的安定性を評価できます 違う方法:

1. 単純化した仮定に基づいた実用的な基準を使用します。 この場合、システムにわずかな混乱が生じた初期状態から、「はい - いいえ」、「政権は消滅するのか、消滅しないのか」という形でのみ答えが得られます。

2. 運動方程式の研究に基づいた微小振動法を使用します。 この場合、発生する現象の物理的性質がより完全に明らかにされます。つまり、体制の安定性が確立されるだけでなく、動きの性質（非周期的または振動的、増加または減少）も明らかになります。

電気システムの緊急モードは、短絡、負荷がかかっているユニットやラインの緊急停止などの際に発生します。 大きな騒動の影響で、 突然の変化モード。

発電機や送電線のオンオフ、強力なエンジンの始動など、通常モードでも大きな外乱が発生する可能性があります。

大きな外乱に関連して、動的安定性の概念が導入されます。

動的安定性大きな外乱の後にシステムが元の状態を復元する能力です。

上で紹介した「小さい」および「大きい」障害の概念は条件付きです。 この場合の小さな外乱は外乱として理解され、システムの動作に対するその影響は、外乱の場所やその大きさとはほぼ無関係に現れます。 この点において、元のレジームに近い範囲では、システムは線形であると考えられます。

大規模な外乱とは、システムの動作に対する影響が、外乱の存在時間、大きさ、場所によって異なる外乱です。

この点で、動的安定性を研究する場合、研究範囲全体にわたるシステムは非線形であると考慮する必要があります。

電気システムの動的安定性を研究するための主な方法 現代の舞台は 数値積分 システムの動作を記述する微分方程式。

これらの計算は、関数の計算値間の差の絶対値が特定の指定値未満になるまで積分ステップを減らすことによって計算の精度を制御するプログラムを使用して動作するコンピューター上で実行されます。 正数 e.

計算の目的にもよりますが、実際には、高精度を装わない簡略化された方法が使用されることがよくあります。 これらの方法は、制限できる場合に使用されます。 一般的な特性プロセス。 簡易的な方法の中では 最大の分布連続間隔の方法を受け取りました。その本質は積分の近似計算です。

しかし、もっと簡単な方法があります。 視覚的な方法、面積法と呼ばれる動的安定性解析へのエネルギー アプローチに基づいています。 この方法では、系の運動エネルギーは過渡過程のグラフの面積から求められます。 研究の目的は、加速と制動の領域を比較すること、つまり、発電機ローターの加速中に得られる運動エネルギーとローターの制動中に消費されるエネルギーを比較することです。

動的安定性- 大きな外乱の後にシステムが元の状態に戻る能力。 最大サイズ- 負荷のごくわずかな増加が安定性の侵害を引き起こす解決策。 要素の帯域幅システムは最高のパワーと呼ばれます、猫。 すべての制限要因を考慮して、要素を介して伝達することができます。 位置システム- 猫にはそのようなシステムがあります。 パラメータのパラメータは、この状態がどのように達成されたかに関係なく、現在の状態、つまり相対位置に依存します。 同時に、電気システムの実際の動特性。 静的なものに置き換えられます。 静的特性- これらはシステムのパラメータ間の関係であり、時間に依存せずに分析的またはグラフ的に表示されます。 動特性– 時間に依存する条件下で得られたペアの接続。 電圧予備: k あなた =. パワーリザーブ: k R =. 安定性解析における仮定: 1. 電気機械流中の同期機ローターの回転速度。 PP は同期速度の小さな制限 (2 ～ 3%) 内で変化します。 2. 発電機のステータとロータの電圧と電流は瞬時に変化します。 3. システムペアの非線形性は通常は考慮されません。 r-ma のペアの非線形性が考慮されますが、そのような考慮が拒否される場合、これが規定され、システムは線形化と呼ばれます。 4. 電気システムの 1 つの地区から移動する。 他の人にとって、それはそれ自身の抵抗回路と相互抵抗回路、発電機とモーターのEMFを変更することによって可能です。 5. 非対称外乱下での動的安定性の研究は、直列電流によって生成されるモーメントによって発電機とエンジンのローターの動きを引き起こす直列方式で行われます。 動的安定性解析の問題点システムがある定常状態から別の定常状態への移行に関連しています。 A) 動的ペアの計算 電気システムの負荷要素の動作中または緊急停止中の移行。 b) 動的ペアの決定 以下を考慮して、システム内の短絡中の遷移を考慮します。 - 1 つの非対称短絡から別の非対称短絡への遷移の可能性。 - 短絡後にスイッチが切れた電気機器を自動的に再起動する作業。 動的計算の結果 安定性は次のとおりです。 - システムの最も危険な点で計算されたタイプの短絡を切断するための最大時間。 - システムが一時停止する 電気システムのさまざまな要素に取り付けられたオートリクローザー。 - パリーシステム。 リザーブの自動振替 (ATR)。

電力システムは動的に安定しています、何らかの強い外乱があっても、そのすべての要素の同期動作が維持される場合。 動的安定性の基本的な規定を明確にするために、2 つの並列電力線回路のうちの 1 つが突然切断されたときに発生する現象を考えてみましょう (図 1)。 あ）。 ノーマルモードでの抵抗値は次の式で求められます。 , そして回路の 1 つを切断した後 - 次の式によって であるため、関係は有効です

送電線回路の 1 つが突然オフになった場合、ローターには慣性により角度 δ を瞬時に変更する時間がありません。 したがって、モードの特徴は以下の点になります。 b発電機の別の角度特性について - 特性 2 図の

出力を低減した後、過剰な加速トルクが発生し、その影響でロータの角速度と角度δが増加します。 角度が増加すると、特性に従って発電機出力が増加します。 2 。 加速中、発電機ローターが通過します 61.1. ポイント と、その後、そのトルクは先頭になります。 ローターは速度を落とし始め、その点から始めます。 dその角速度は減少します。 ローターの角速度が値 = ポイントまで増加すると e、その後、ジェネレーターは同期から外れます。 システムの安定性は、時間の経過に伴う角度δの変化によって判断できます。 δの変化を図に示します。 あ、システムの安定した動作に対応します。 δが図のような曲線に沿って変化すると、 b、システムが不安定です。

静的安定性と動的安定性の際立った特徴:静的安定性の場合、外乱の出現中、発電機の出力は同じ角度特性に従って変化し、それらの消滅後、システムパラメータは外乱の出現前と同じままです。 動的インストールの場合はその逆になります。

グラフィカルな方法による最も単純なシステムの動的安定性の分析。静的安定性がシステムの定常状態を特徴づける場合、動的安定性の解析により、大きな外乱下でも同期動作モードを維持するシステムの能力が明らかになります。 さまざまな短絡、送電線、発電機、変圧器などの切断時に大きな外乱が発生します。結果として生じる外乱の結果の 1 つは、発電機のローターの回転速度が同期からずれることです。 何らかの外乱の後、ローターの相互角度が特定の値をとる場合（ローターの振動は、いくつかの新しい値の周りで消滅します）、動的安定性は維持されていると考えられます。 少なくとも 1 つの発電機の回転子が固定子の磁界に対して回転し始めた場合、これは動的安定性の違反の兆候です。 一般的なケースでは、システムの動的安定性は依存関係 b = から判断できます。 f (t）、発電機の回転子の運動方程式を結合して解いた結果として得られます。 グラフィカルな手法による最も単純なシステムの動的安定性の解析。最も単純なケース、つまり発電所を考えてみましょう。 Gは、無限電力のバスへの二重回路ラインを通じて動作します (図 a を参照)。 a - 概略図。 b - 通常モードの等価回路。 c - 緊急後モードの等価回路。 d - 動的遷移の図: 通常モードと緊急モードの特性 (それぞれ曲線 1、2) システム バス上の定電圧の状態 ( U = 定数）受信システムの発電機の揺れを排除し、動的安定性の解析を大幅に簡素化します。 通常（緊急前）モードに対応する電力特性は、次の式から求めることができます。 第 2 高調波は考慮されていませんが、実際の計算では十分許容されます。 取る E q = E、 それから . 次の行があると仮定しましょう L 2 突然電源が切れます。 発電機の電源を切った後の動作を考えてみましょう。 回線切断後のシステムの交換回路を図cに示します。 緊急事態後のモードの総抵抗力は、以前に比べて増加します。 バツ dZ(ノーマルモードの総抵抗値)。 これにより、緊急時モードの最大電力特性が低下します (図 d の曲線 2)。 突然のシャットダウンの後 61.2. 動力特性1から特性2に遷移します。ローターの慣性により瞬時に角度を変えることができないため、動作点は点から移動します。 あタービン出力と新しい発電機出力の差 (P = P 0 - P (0)) によって決まる過剰なトルクがシャフトに発生します。 この差の影響で、ローター マシンは加速を開始し、より大きな角度に向かって移動します。 この動きは同期速度でのローターの回転に重畳され、その結果生じるローター速度は w = w 0 + になります。ここで、w 0 は同期回転速度です。 - 相対速度。 ロータの加速により動作点は特性2に沿って移動し始めます。発電機出力が増加し、過剰トルクが減少します。 相対速度がある程度まで上昇する と。時点で と余分なトルクがゼロになり最高速度になります。 スピードに乗ったローターの動きはそこで止まらない と、ローターは慣性によってこの点を通過し、動き続けます。 しかし、過剰なトルクにより符号が変わり、ローターの速度が低下し始めます。 この時点で相対回転速度が減少し始めます。 dゼロに等しくなります。 この時点での角度は最大値に達します。 しかし、その時点でも dユニットのシャフトに過剰な制動トルクが作用するため、ローターの相対運動は止まらず、ローターは点に向かって動き始めます。 と、相対速度は負になります。 終点 とローターは慣性によってポイント付近を通過します b角度が最小になり、相対運動の新しいサイクルが始まります。 角度変動 (t) は図 d に示されています. 振動の減衰はローターの相対運動中のエネルギー損失によって説明されます. 過剰なトルクは次の式で過剰な出力に関連付けられます , ここで、ω は結果として得られるローター回転速度です。