سخنرانی. پایداری دینامیکی ساده ترین سیستم

20. مفهوم پایداری دینامیکی یک سیستم. مفروضات اساسی در تحلیل ساده شده

پایداری دینامیک توانایی یک سیستم برای رسیدن پس از یک اختلال بزرگ به یک حالت عملکرد ثابت است که در آن مقادیر پارامترهای حالت تحت شرایط عملکرد سیستم و منبع تغذیه برای مصرف کنندگان قابل قبول است.

حالت های سیستم:

1) حالت عادی؛ 2) حالت اتصال کوتاه؛ 3) حالت پس از اضطرار در یک خط تک مدار.

وظیفه اصلی در حل مشکل پایداری دینامیکی پدیده ها. وظیفه یافتن زاویه محدود کننده برای خاموش کردن اتصال کوتاه.

معیار DU:

Fusk≤Fbrake امکان پذیر است

مفروضات:

1. گشتاور چرخشی یک ماشین سنکرون در واحدهای نسبی را می توان برابر با توان در نظر گرفت

2. تغییرات مقاومت ماشین های سنکرون و ترانسفورماتورها به دلیل اشباع فولاد در محاسبات لحاظ نمی شود و یا تقریباً با کاهش مقاومت جایگزین شده در نظر گرفته می شود.

3. در محاسبات پایداری دینامیکی، اجازه نادیده گرفتن جریان غیر پریودیک استاتور و جریان دوره ای روتور ماشین های سنکرون داده می شود.

4. فرض بر این است که روتور یک ماشین سنکرون در معرض یک گشتاور الکترومغناطیسی است که تنها به دلیل جریان های توالی مثبتی که از طریق استاتور ماشین جریان می یابد، ایجاد می شود.

5. در سیستم های پیچیده، ابتدا پیکربندی شبکه ساده شده و تعداد ماشین ها کاهش می یابد (با جایگزینی چندین ژنراتور و نیروگاه با یک ژنراتور معادل، ترکیب یا انتقال بارها).

6. ساده ترین محاسبات پایداری را می توان بر اساس ثبات emf Eq ' انجام داد که به ماشین سنکرون اجازه می دهد تا توسط یک مدار معادل به شکل یک راکتانس گذرا x" d و emf Eq ' نمایش داده شود.

7. تمام تغییرات در حالت سیستم در تغییرات مدار آن منعکس می شود که در آن مقادیر جدید مقاومت، EMF ماشین های سنکرون و توان های مکانیکی آنها معرفی می شود.

21. پایداری دینامیک ایستگاهی که بر روی اتوبوس های برق بی نهایت کار می کند. قاعده مساحت و معیارهای پایداری ناشی از آن.

در اولین لحظه زمان، یک انتقال از مشخصه توان 1 به مشخصه 2 رخ می دهد. به دلیل اینرسی روتور، زاویه b نمی تواند فوراً از نقطه a به نقطه c تغییر کند. یک گشتاور اضافی روی شفت ژنراتور ظاهر می شود که با تفاوت بین توان توربین و توان ژنراتور جدید (نقطه b) تعیین می شود. تحت تأثیر گشتاور اضافی، روتور ژنراتور با افزایش زاویه b شروع به شتاب گرفتن می کند. در نتیجه شتاب، نقطه عملیاتی شروع به حرکت در امتداد مشخصه 2 به سمت نقطه c می کند. در نقطه c گشتاور اضافی صفر و سرعت چرخش روتور حداکثر است. پس از عبور از نقطه c، روتور تحت تاثیر یک گشتاور ترمز قرار می گیرد که در نقطه d به حداکثر می رسد. در مرحله بعد، گشتاور ترمز نقطه عمل را وادار می کند تا با کاهش زاویه b به نقطه c حرکت کند. با عبور از نقطه c، روتور دوباره شروع به شتاب گرفتن به نقطه b به دلیل گشتاور اضافی می کند. در مرحله بعد، چرخه جدیدی از حرکت نسبی روتور ژنراتور آغاز می شود. منحنی b(t) به دلیل تلفات نیروی مکانیکی و الکتریکی روی شفت، دارای ویژگی میرایی است.

نواحی fabc و fcde مناطق شتاب و کاهش سرعت نامیده می شوند. برای تعیین حداکثر زاویه انحراف روتور b m، کافی است شرط Fscal = Fbrake را برآورده کنید. اگر حداکثر زاویه از 6 کرون بیشتر شود، ژنراتور از سنکرونیسم خارج می شود. در این حالت سطح احتمالی ترمز برابر با fcdm خواهد بود.

معیار پایداری پویا را می توان به صورت نابرابری زیر نوشت: افusk=افترمز ممکن است

ضریب ایمنی پایداری دینامیکی با استفاده از فرمول محاسبه می شود Kz=(افترمز ممکن -افusk)/افusk

22. تجزیه و تحلیل پایداری دینامیکی هنگام قطع اتصال کوتاه. زاویه سوئیچ اتصال کوتاه را محدود کنید. محدودیت زمانی خاموش شدن

در لحظه اتصال کوتاه، یک انتقال از مشخصه 1 به مشخصه 2 رخ می دهد. گشتاور اضافی روی شفت ژنراتور ظاهر می شود که با تفاوت بین توان توربین و توان جدید ژنراتور (نقطه b) تعیین می شود. تحت تأثیر گشتاور اضافی، روتور ژنراتور با افزایش زاویه b شروع به شتاب گرفتن می کند. در نتیجه شتاب، نقطه عملیاتی شروع به حرکت در امتداد مشخصه 2 به سمت نقطه c می کند. در نقطه c اتصال کوتاه با زاویه خاموش می شود.نقطه عملیاتی به سمت منحنی 3 حالت پس از اضطرار حرکت می کند. در نقطه e، روتور تحت یک گشتاور ترمز برابر با قطعه ed قرار می گیرد. ذخیره انرژی جنبشی تا این حد کافی است f . در مرحله بعد، گشتاور ترمز نقطه عمل را وادار می کند تا با کاهش زاویه b به نقطه h حرکت کند. با عبور از نقطه h، روتور به دلیل گشتاور اضافی دوباره شروع به شتاب گرفتن می کند. در مرحله بعد، نقطه عمل حول نقطه h مطابق با مشخصه 3 نوسان می کند. به دلیل تلفات نیروی مکانیکی و الکتریکی روی شفت، زاویه b در نقطه h برقرار می شود.

با توجه به معیار پایداری دینامیکی، ژنراتور تا زمانی که نقطه / از زاویه 6 کرون تجاوز نکند، از سنکرونیسم خارج نمی شود.

با حرکت آهسته زاویه b در جهت افزایش، می توانید زاویه محدود قطع اتصال کوتاه b را قبل از زمانی که نواحی abсd و dem مساوی هستند پیدا کنید. حل معادله انتگرال، حداکثر زاویه قطع اتصال کوتاه

در صورت اتصال کوتاه سه فاز در شین های ژنراتور یا قطع کامل (خاموش) خط در فرمول باید P m2 = 0 گرفته شود.

23. روش محاسبه پایداری دینامیکی سیستم های پیچیده الکتریکی. روشهای یکپارچه سازی عددی

اگر بخشی از EPS را به عنوان یک سیستم با سه ژنراتور تصور کنیم، توان فعال ژنراتورها به شکل فرمول های زیر بیان می شود:

محاسبه پایداری در سیستم های پیچیده به طور کلی به شرح زیر است:

1. توان فعال و راکتیو هر ژنراتور را در حالت عادی تنظیم کنید. توزیع جریان های توان در مدار را تعیین کنید. تعادل توان اکتیو و راکتیو را بررسی کنید.

2. یک مدار معادل برای حالت عادی ترسیم کنید که بارها را به صورت مقاومت ثابت نشان می دهد. EMF نیروگاه ها و زوایای بین آنها را در حالت عادی تعیین کنید. رسانایی ذاتی و متقابل را برای همه ایستگاه ها محاسبه کنید. مشخصات توان هر ژنراتور را یادداشت کنید.

3. مدارهای معادل دنباله های منفی و صفر را ترسیم کنید و مقاومت های حاصل از دنباله های منفی و صفر را که به نقطه اتصال کوتاه اشاره شده است، تعیین کنید. رسانایی ذاتی و متقابل را برای همه ایستگاه ها محاسبه کنید و مشخصات توان هر ژنراتور را در حالت اضطراری ثبت کنید.

4. نمودارهای جایگزین را برای عملیات پس از اضطرار ترسیم کنید. رسانایی ذاتی و متقابل را برای همه ایستگاه ها محاسبه کنید و ویژگی های توان را برای هر ژنراتور در حالت پس از اضطرار ثبت کنید. مشخصات زاویه ای سه حالت را بسازید و حداکثر زاویه قطع اتصال کوتاه را تعیین کنید.

5. پس از این به محاسبه جابجایی های زاویه ای اقدام کنید.با دانستن زوایای واگرایی روتورهای ماشین در لحظه اتصال کوتاه، مقادیر توان تحویلی ماشین ها را بیابید.

6. توان اضافی را در ابتدای بازه اول ΔР 1(0) =Р 10 -Р 1 و غیره پیدا کنید.

7. جابجایی های زاویه ای روتورهای ماشین را در بازه اول Δδ 1(1) =k 1 ΔΡ 1(0) /2 و غیره محاسبه کنید.

8-مقادیر زاویه جدید را در پایان بازه اول تعیین کنید Δδ 1(1)= δ1 (0) - δ1(1)

9. مراحل 1-8 را برای مرحله بعدی تکرار کنید. فواصل

هدف از سخنرانی: در نظر گرفتن حالت های عملکرد سیستم در صورت خاموش شدن ناگهانی یکی از دو مدار انتقال برق موازی.

بیایید ساده ترین حالت را در نظر بگیریم که یک نیروگاه از طریق یک خط دو مداره در اتوبوس هایی با توان بی نهایت کار می کند. شرایط ولتاژ ثابت در گذرگاه های سیستم (U = const) نوسانات ژنراتورهای سیستم گیرنده را حذف می کند و تجزیه و تحلیل پایداری دینامیکی را بسیار ساده می کند.

برای روشن شدن اصول اساسی پایداری دینامیکی، اجازه دهید پدیده‌هایی را در نظر بگیریم که وقتی یکی از دو مدار انتقال برق موازی (نگاه کنید به شکل 12.1) که یک ایستگاه راه دور را با اتوبوس‌های ولتاژ ثابت متصل می‌کند، به طور ناگهانی قطع می‌شود.

شکل 12.1

مدار معادل در حالت عادی (قبل از قطع مدار) در شکل 12.2، a نشان داده شده است. راکتانس القایی سیستم

X c = X g + X t1 + 0.5X l + X t2،

دامنه مشخصه توان را در این شرایط تعیین می کند:

شکل 12.2

هنگامی که یک مدار خط برق قطع می شود، راکتانس القایی سیستم مقدار جدیدی به خود می گیرد

X c1 = X g + X t1 + X l + X t2،

که بیشتر از حالت عادی است. دامنه مشخصه توان زمانی که مدار خاموش است به نسبت EU/X s1 کاهش می یابد.

مشخصات قدرت در شرایط عملیاتی عادی و با مدار قطع شده در شکل 12.3 نشان داده شده است.

شکل 12.3

حالت عادی با منحنی مطابقت دارد من، حالت پس از خاموش شدن - منحنی II. نقطه آو زاویه δ 0 در توان P 0 حالت کار را قبل از خاموش شدن تعیین می کند. نقطه بحالت کار را پس از خاموش شدن در همان زاویه δ = δ 0 در حالت عادی تعیین می کند.

بنابراین، در لحظه خاموش شدن مدار، حالت کار تغییر می کند و با یک نقطه مشخص نمی شود آ، و یک نکته بدر یک مشخصه جدید که باعث کاهش ناگهانی توان ژنراتور می شود. قدرت توربین بدون تغییر و برابر با P 0 باقی می ماند، زیرا تنظیم کننده های توربین به تغییرات سرعت چرخش واحد پاسخ می دهند، که در لحظه خاموش شدن مدار مقدار طبیعی خود را حفظ می کند.

نابرابری قدرت و در نتیجه گشتاور روی محورهای توربین و ژنراتور باعث پیدایش گشتاور اضافی می شود که تحت تأثیر آن واحد توربین ژنراتور شروع به شتاب گرفتن می کند. بردار EMF مرتبط با روتور ژنراتور سریعتر از بردار ولتاژ باس های سیستم دریافت کننده شروع به چرخش می کند و با سرعت همزمان ثابت ω 0 می چرخد.

تغییر در سرعت چرخش نسبی منجر به افزایش زاویه δ می شود و در ویژگی های قدرت ژنراتور هنگامی که مدار خاموش می شود، نقطه کار از نقطه حرکت می کند. ببه سمت نقطه با. در همان زمان، قدرت ژنراتور شروع به افزایش می کند. با این حال، تا نقطه باقدرت توربین همچنان از توان ژنراتور فراتر می رود و گشتاور اضافی، اگرچه کاهش می یابد، اما علامت خود را حفظ می کند، به همین دلیل سرعت چرخش نسبی به طور مداوم افزایش می یابد. در نقطه باقدرت توربین و ژنراتور مجدداً یکدیگر را متعادل می کنند و گشتاور اضافی صفر می شود. با این حال، فرآیند در این نقطه متوقف نمی شود، زیرا سرعت چرخش نسبی روتور در اینجا به بیشترین مقدار خود می رسد و روتور از نقطه عبور می کند. بابا اینرسی

با افزایش بیشتر زاویه δ، توان ژنراتور دیگر از توان توربین تجاوز نمی کند و گشتاور اضافی علامت آن را تغییر می دهد. شروع به کاهش سرعت دستگاه می کند. سرعت چرخش نسبی vاکنون در یک نقطه کاهش می یابد دبرابر صفر می شود. این بدان معنی است که در نقطه دبردار EMF با همان سرعت زاویه ای بردار ولتاژ می چرخد ​​و زاویه δ بین آنها دیگر افزایش نمی یابد. با این حال، این روند هنوز متوقف نشده است، زیرا به دلیل نابرابری در قدرت توربین و ژنراتور، گشتاور ترمز اضافی بر روی شفت واحد وجود دارد که تحت تأثیر آن سرعت چرخش همچنان کاهش می یابد و نقطه عملیاتی که فرآیند را بر روی مشخصه توان مشخص می کند، در جهت مخالف نقطه حرکت می کند با. روتور دوباره با اینرسی و نزدیک نقطه از این نقطه عبور می کند بزاویه به حداقل مقدار جدید خود می رسد و پس از آن دوباره شروع به افزایش می کند. پس از یک سری نوسانات در حال زوال تدریجی در نقطه بایک حالت ثابت جدید با همان مقدار توان ارسالی P 0 و مقدار جدید زاویه δ تنظیم می شود. الگوی نوسانات زاویه δ در طول زمان در شکل 12.4 نشان داده شده است.

شکل 12.4

نتیجه دیگری از فرآیند نیز ممکن است (شکل 12.5 را ببینید). ترمز روتور از نقطه شروع می شود با، سرعت چرخش نسبی EMF را کاهش می دهد v. با این حال، زاویه در این مرحله از فرآیند همچنان افزایش می‌یابد و اگر بتواند به مقدار بحرانی δcr در نقطه برسد. بادر تقاطع شاخه سقوطی سینوسی قدرت ژنراتور با توان توربین افقی P 0 قبل از سرعت نسبی vبه صفر می رسد، سپس گشتاور اضافی روی شفت ماشین دوباره شتاب می گیرد، سرعت vبه سرعت شروع به افزایش خواهد کرد و ژنراتور از سنکرونیسم خارج می شود (شکل 12.6 را ببینید).

شکل 12.5

بنابراین، اگر در طول فرآیند نوسانی نقطه عبور داده شود با "، سپس بازگشت به حالت ثابت دیگر امکان پذیر نیست.

شکل 12.6

ما می توانیم نتیجه بگیریم که علیرغم امکان نظری وجود یک رژیم جدید حالت پایدار (و از نظر ایستا پایدار) در نقطه با، فرآیند تکان دادن دستگاه در حین انتقال به این حالت می تواند منجر به خارج شدن دستگاه از هماهنگی شود. این نوع ناپایداری پویا نامیده می شود.

دلیل اصلی نقض پایداری دینامیکی سیستم های الکتریکی معمولاً اتصالات کوتاه است که دامنه مشخصه قدرت را به شدت کاهش می دهد.

13 سخنرانی. پایداری پویا در کوتاه مدت

اتصال کوتاه در خط

هدف از سخنرانی: تجزیه و تحلیل نوسانات با استفاده از قانون مساحت.

رایج ترین نوع اختلال که منجر به نیاز به تجزیه و تحلیل پایداری دینامیکی می شود، اتصال کوتاه است.

اجازه دهید ابتدا ساده ترین حالت عملیات نیروگاه را از طریق یک خط برق دو مداره به اتوبوس هایی با توان بی نهایت در نظر بگیریم (شکل 13.1 را ببینید).

شکل 13.1

شکل 13.2 یک مدار معادل ساده شده از سیستم مورد بررسی را در حالت عادی نشان می دهد که یک اتصال سری از راکتانس های القایی عناصر سیستم است.

X c = X g + X t1 + 0.5X l + X t2.

شکل 13.2

مشخصه قدرت در حالت عادی تعیین می شود

این وابستگی در شکل 13.4 (منحنی من). فرض کنید که در ابتدای یکی از زنجیره های خط در نقطه بهیک اتصال کوتاه نامتقارن رخ داد. مدار معادل این حالت در شکل 13.3 نشان داده شده است آ، جایی که در نقطه بهیک مقاومت شنت اتصال کوتاه معادل X k شامل مقاومت های توالی منفی و صفر است.

با توجه به تغییر در پیکربندی مدار به دلیل اتصال کوتاه، در حالی که EMF ژنراتور بدون تغییر باقی می ماند، مقدار توان انتقال یافته به سیستم تغییر می کند. بیان توان ارسالی در طول یک اتصال کوتاه را می توان با استفاده از تبدیل ساده مدار معادل برای حالت اضطراری پیدا کرد. این مدار با پرتوهای X k، X a = X g + X t1 و X b = 0.5 X l + X t2، و برای اتصال کوتاه تک فاز X k = X 2 + X 0، برای اتصال کوتاه دو فاز نشان می دهد. مدار X k = X 2 و برای خطای زمین دو فاز.

پس از تبدیل یک ستاره به مثلث (شکل 13.3 را ببینید ب)، ما گرفتیم

; ; . (13.1)

راکتانس های القایی و مستقیماً به EMF متصل می شوند Eو تنش U، بر مقدار توان فعال ژنراتور در حالت اضطراری تأثیر نمی گذارد و ممکن است در نظر گرفته نشود.

شکل 13.3

کل جریان توان اکتیو ژنراتور از طریق راکتانس القایی جریان می یابد که emf ژنراتور را با ولتاژ سیستم گیرنده متصل می کند. در این حالت، مشخصه قدرت ژنراتور شکل دارد

جایی که = .

وابستگی به زاویه سینوسی است، اما دامنه آن کمتر از حالت عادی است. هر دو ویژگی در شکل 13.4 نشان داده شده است.

شکل 13.4

برق تامین شده توسط ژنراتور و زاویه بین EMF Eو ولتاژ U در حالت عادی به ترتیب با P 0 و δ 0 تعیین می شوند. در لحظه اتصال کوتاه، به دلیل تغییر در پارامترهای مدار، انتقال از یک مشخصه توان به مشخصه دیگر رخ می دهد و از آنجایی که به دلیل اینرسی روتور، زاویه δ نمی تواند فورا تغییر کند، برق تامین شده توسط ژنراتورها به مقدار P (0) کاهش می یابد که توسط زاویه δ 0 روی منحنی تعیین می شود II. قدرت توربین بدون تغییر و برابر با P 0 باقی می ماند.

در نتیجه، گشتاور اضافی معینی بر روی شفت دستگاه به دلیل قدرت اضافی ΔР (0) = Р 0 – Р (0) ظاهر می شود. تحت تأثیر این لحظه، روتور ماشین شروع به شتاب گرفتن می کند و زاویه δ را افزایش می دهد. متعاقباً، فرآیند از نظر کیفی به همان روشی که در مورد قطع ناگهانی یک خط بارگذاری شده پیش می‌رود. پس از چندین نوسان با دامنه در حال زوال تدریجی، حرکت نسبی روتور متوقف می شود و موقعیت آن توسط نقطه تعیین می شود. با، که نقطه حالت پایدار در مشخصه قدرت جدید است. اگر روتور، در اولین انحراف، از زاویه δcr، مربوط به توان P 0 در شاخه تغذیه مشخصه عبور کرد. II، سپس گشتاور اضافی دوباره علامت خود را تغییر می دهد و دوباره شتاب می گیرد. با افزایش بیشتر زاویه، گشتاور شتاب دهنده شروع به افزایش می کند و ژنراتور از سنکرونیسم خارج می شود.

مشخصه های نشان داده شده در شکل 13.4 تعیین حداکثر انحراف زاویه روتور و تعیین اینکه آیا سیستم پایدار می ماند یا خیر را ممکن می سازد. در واقع، مختصات مناطق سایه دار نشان دهنده بیش از حد توان ΔР = Р 0 - Р است که باعث ایجاد گشتاور اضافی از یک علامت یا علامت دیگر می شود. گشتاور اضافی در واحدهای نسبی را می توان به صورت عددی برابر با توان اضافی، یعنی ΔΜ = ΔΡ در نظر گرفت.

در مورد مورد بررسی، گشتاور اضافی ابتدا چرخش روتور را تسریع می کند و کار انجام شده در طول دوره شتاب زمانی که روتور از δ 0 به دهانه δ حرکت می کند برابر است با:

,

ناحیه ای که در شکل 13.4 سایه زده شده است کجاست abc.

بنابراین، انرژی جنبشی ذخیره شده توسط روتور در طول دوره شتاب آن برابر با مساحت است. این ناحیه را ناحیه شتاب می نامند.

پس از عبور روتور از نقطه ثابت خود در مشخصه قدرت جدید، گشتاور اضافی علامت خود را تغییر می دهد و شروع به کاهش سرعت چرخش روتور می کند. تغییر انرژی جنبشی در طول دوره ترمز هنگامی که روتور از دهانه δ به δ m حرکت می کند برابر است با:

.

به این منطقه، منطقه ترمز می گویند.

در طول دوره ترمز، روتور انرژی جنبشی اضافی را که قبلاً ذخیره کرده بود، برمی گرداند. هنگامی که تمام انرژی اضافی ذخیره شده توسط روتور مصرف می شود، یعنی هنگامی که کار ترمز A ترمز کار شتاب A را متعادل می کند، سرعت نسبی صفر می شود، زیرا انرژی جنبشی با مجذور سرعت متناسب است. در این لحظه روتور در حرکت نسبی خود می ایستد و زاویه δ m که به آن می رسد حداکثر زاویه انحراف روتور ماشین است. بنابراین، برای تعیین زاویه δ m معلوم می شود که برابری یا همان

معادله (13.3) نشان می دهد که در حداکثر زاویه انحراف، ناحیه ترمز باید برابر با ناحیه شتاب باشد و بنابراین، کار به یافتن موقعیت نقطه ختم می شود. د، ارضای این شرط (نگاه کنید به شکل 13.4)، که می تواند به صورت گرافیکی انجام شود.

حداکثر مساحت ممکن ترمز برابر با مساحت است. اگر این ناحیه کوچکتر از ناحیه شتاب بود، سیستم از سنکرونیسم خارج می شد. نسبت سطح احتمالی ترمز به ناحیه شتاب را ضریب ایمنی پایداری می نامند.

هنگامی که منطقه ترمز احتمالی کوچکتر از ناحیه شتاب است، گاهی اوقات می توان با قطع سریع مدار آسیب دیده به عملکرد پایدار دست یافت. توانی که می تواند از طریق مدار دوم باقی مانده در کار منتقل شود معمولاً بیشتر از توانی است که از طریق دو مدار در طول یک اتصال کوتاه منتقل می شود. معادله توان هنگام قطع یک مدار آسیب دیده به شرح زیر است:

این وابستگی در شکل 13.5 به صورت منحنی نشان داده شده است III. منحنی ها منو IIمشخصه ها را در حالت عادی و در حین اتصال کوتاه نشان می دهد.

شکل 13.5

در لحظه اتصال کوتاه، توان ارسالی کاهش می یابد و روتور شروع به شتاب گرفتن می کند. اجازه دهید در یک نقطه دمدار آسیب دیده قطع شده است. در لحظه خاموش شدن کار به سر اصل مطلب می رود هروی منحنی III، و توان ارائه شده توسط ژنراتورها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. به لطف این، حداکثر منطقه ترمز ممکن به طور قابل توجهی بزرگتر از یک اتصال کوتاه قطع نشده طولانی مدت است، و این افزایش هر چه زودتر خاموش شود بیشتر است، یعنی. هر چه زاویه خاموشی δ باز باشد کوچکتر است. بنابراین، حذف سریع حوادث می تواند به طور قابل توجهی پایداری سیستم را افزایش دهد.

با استفاده از شکل 13.5، با استفاده از قانون مناطق، می توانید به صورت گرافیکی مقدار محدود کننده زاویه δ باز را پیدا کنید که در آن باید زاویه آسیب دیده را خاموش کنید تا به عملکرد پایدار برسید. مقدار این زاویه با برابری ناحیه شتاب و حداکثر مساحت کاهش سرعت ممکن تعیین می شود.

با این حال، برای اهداف عملی این کافی نیست. لازم است نه زاویه δ باز، بلکه دوره زمانی که روتور موفق می شود به این زاویه برسد، یعنی به اصطلاح حداکثر زمان مجاز برای خاموش کردن اتصال کوتاه، که با روش فواصل متوالی تعیین می شود، دانست. .

پایداری دینامیکی- توانایی سیستم برای بازگشت به حالت اولیه پس از یک اختلال بزرگ. حداکثر اندازه- راه حلی که در آن افزایش بسیار کم بار باعث نقض پایداری آن می شود. پهنای باند عنصرسیستم های بالاترین قدرت، گربه نامیده می شوند. می تواند از طریق عنصر با در نظر گرفتن تمام عوامل محدود کننده منتقل شود. سیستم موقعیت- چنین سیستمی در یک گربه. پارامترهای پارامترها به وضعیت فعلی، موقعیت نسبی بستگی دارد، صرف نظر از اینکه چگونه این حالت به دست آمده است. در عین حال، ویژگی های دینامیکی واقعی سیستم الکتریکی. با استاتیک جایگزین می شوند. ویژگی های استاتیک- اینها ارتباط بین پارامترهای سیستم هستند که به صورت تحلیلی یا گرافیکی و مستقل از زمان ارائه می شوند. ویژگی های دینامیکی- اتصالات جفت ها به شرطی به دست می آیند که به زمان بستگی دارند. ذخیره ولتاژ: ک تو =. ذخیره انرژی: ک آر =. مفروضات ساخته شده در تحلیل پایداری: 1. سرعت چرخش روتورهای ماشین سنکرون در طول جریان الکترومکانیکی. PP در محدوده های کوچک (2-3٪) سرعت سنکرون تغییر می کند. 2. ولتاژ و جریان استاتور و روتور ژنراتور فورا تغییر می کند. 3. غیر خطی بودن جفت های سیستم معمولاً در نظر گرفته نمی شود. غیرخطی بودن جفت‌های r-ma در نظر گرفته می‌شود، وقتی چنین در نظر گرفتن رد می‌شود، این شرط می‌شود و سیستم خطی نامیده می‌شود. 4. حرکت از یک منطقه از سیستم الکتریکی. برای دیگران، با تغییر مدارهای مقاومتی خود و متقابل، EMF ژنراتورها و موتورها امکان پذیر است. 5. مطالعه پایداری دینامیکی تحت اغتشاشات نامتقارن در یک طرح توالی مستقیم انجام می شود.حرکت روتورهای ژنراتورها و موتورها توسط ممان های ایجاد شده توسط جریان های توالی مستقیم ایجاد می شود. مشکلات تحلیل پایداری دینامیکیبا انتقال سیستم از یک حالت ثابت به حالت دیگر مرتبط است. آ) محاسبه جفت پویا انتقال در هنگام خاموش شدن عملیاتی یا اضطراری عناصر بارگذاری شده سیستم الکتریکی. ب) تعیین جفت پویا انتقال در طول یک اتصال کوتاه در سیستم، با در نظر گرفتن: - انتقال احتمالی 1 اتصال کوتاه نامتقارن به دیگری. - کار راه اندازی مجدد خودکار دستگاه الکتریکی که پس از اتصال کوتاه خاموش شده است. نتایج حاصل از محاسبه دینامیک پایداری عبارتند از: - حداکثر زمان برای قطع نوع اتصال کوتاه محاسبه شده در خطرناک ترین نقاط سیستم. - سیستم مکث می کند بازسازهای خودکار نصب شده بر روی عناصر مختلف سیستم الکتریکی؛ - par-ry system. انتقال خودکار ذخیره (ATR).

سیستم قدرت الکتریکی از نظر دینامیکی پایدار است، اگر تحت هر گونه اختلال شدید، عملکرد همزمان همه عناصر آن حفظ شود. برای روشن شدن مفاد اساسی پایداری دینامیکی، اجازه دهید پدیده هایی را در نظر بگیریم که هنگام قطع ناگهانی یکی از دو مدار خط برق موازی اتفاق می افتد (شکل 1). آ). مقاومت به دست آمده در حالت عادی با عبارت داده می شود , و پس از قطع یکی از مدارها - توسط عبارت از آنجا که، پس رابطه معتبر است

اگر یکی از مدارهای خط انتقال نیرو به طور ناگهانی خاموش شود، روتور زمان تغییر فوری زاویه δ را به دلیل اینرسی ندارد. بنابراین، حالت با نقطه مشخص می شود بدر یکی دیگر از ویژگی های زاویه ای ژنراتور - مشخصه 2 در شکل

پس از کاهش قدرت آن، گشتاور شتاب دهنده اضافی ایجاد می شود که تحت تأثیر آن، سرعت زاویه ای روتور و زاویه δ افزایش می یابد. با افزایش زاویه، توان ژنراتور با توجه به مشخصه افزایش می یابد 2 . در طول شتاب، روتور ژنراتور عبور می کند 61.1. نقطه با، پس از آن گشتاور آن پیشرو می شود. روتور شروع به کاهش سرعت می کند و از نقطه شروع می شود دسرعت زاویه ای آن کاهش می یابد. اگر سرعت زاویه ای روتور به مقدار = نقطه افزایش یابد ه، سپس ژنراتور از هماهنگی خارج می شود. پایداری سیستم را می توان با تغییر زاویه δ در طول زمان قضاوت کرد. تغییر در δ نشان داده شده در شکل. آ، مربوط به عملکرد پایدار سیستم است. هنگامی که δ در امتداد منحنی نشان داده شده در شکل تغییر می کند. ب، سیستم ناپایدار است.

ویژگی های متمایز پایداری استاتیکی و دینامیکی:با پایداری استاتیکی، در هنگام ظهور اختلالات، قدرت ژنراتور مطابق با همان مشخصه زاویه ای تغییر می کند و پس از ناپدید شدن آنها، پارامترهای سیستم مانند قبل از ظهور اختلالات باقی می مانند. برای نصب پویا برعکس است.

تجزیه و تحلیل پایداری دینامیکی ساده ترین سیستم ها به روش گرافیکی.اگر پایداری استاتیک حالت پایدار سیستم را مشخص کند، آنگاه تجزیه و تحلیل پایداری دینامیکی توانایی سیستم را برای حفظ حالت عملکرد همزمان تحت اختلالات بزرگ نشان می دهد. اغتشاشات بزرگ در هنگام اتصال کوتاه مختلف، قطع شدن خطوط برق، ژنراتورها، ترانسفورماتورها و غیره رخ می دهد که یکی از پیامدهای اختلال ناشی از انحراف سرعت چرخش روتورهای ژنراتور از سنکرون است. اگر پس از برخی اختلالات، زوایای متقابل روتورها مقادیر خاصی را به خود اختصاص دهند (نوسانات آنها در اطراف مقادیر جدید خاموش شود)، آنگاه در نظر گرفته می شود که پایداری دینامیکی حفظ می شود. اگر حداقل یک روتور ژنراتور نسبت به میدان استاتور شروع به چرخش کند، این نشانه نقض پایداری دینامیکی است. در حالت کلی، پایداری دینامیکی سیستم را می توان از روی وابستگی های b = قضاوت کرد f (تی) که در نتیجه حل مشترک معادلات حرکت روتورهای ژنراتور به دست می آید. تجزیه و تحلیل پایداری دینامیکی ساده ترین سیستم با روش گرافیکی.بیایید ساده ترین مورد را در نظر بگیریم، زمانی که یک نیروگاه جیاز طریق یک خط دو مدار به اتوبوس های با توان بی نهایت عمل می کند (شکل a را ببینید). الف - نمودار شماتیک؛ ب - مدار معادل در حالت عادی. ج - مدار معادل در حالت پس از اضطرار. د - تصویر گرافیکی انتقال دینامیکی: مشخصات حالت های عادی و اضطراری (به ترتیب منحنی های 1 و 2) وضعیت ولتاژ ثابت در باس های سیستم ( U = پایان) نوسان ژنراتورهای سیستم گیرنده را حذف می کند و تجزیه و تحلیل پایداری دینامیکی را بسیار ساده می کند. مشخصه توان مربوط به حالت عادی (پیش اضطراری) را می توان از عبارت بدست آورد بدون در نظر گرفتن هارمونیک دوم که در محاسبات عملی کاملا قابل قبول است. گرفتن E q = E، سپس . بیایید فرض کنیم که خط L 2 ناگهان خاموش می شود. بیایید عملکرد ژنراتور را پس از خاموش شدن در نظر بگیریم. مدار تعویض سیستم پس از قطع خط در شکل، ج نشان داده شده است. مقاومت کل حالت پس از اضطرار نسبت به ایکس dZ(مقاومت کلی حالت عادی). این باعث کاهش مشخصه حداکثر توان حالت پس از اضطرار می شود (منحنی 2، شکل d). بعد از خاموش شدن ناگهانی 61.2. خط انتقال از مشخصه توان 1 به مشخصه 2 وجود دارد. به دلیل اینرسی روتور، زاویه نمی تواند فورا تغییر کند، بنابراین نقطه عملیاتی از نقطه حرکت می کند. آبه نقطه ب گشتاور اضافی روی شفت ظاهر می شود که با تفاوت بین توان توربین و توان ژنراتور جدید تعیین می شود (P = P 0 - P (0)). تحت تأثیر این تفاوت، ماشین روتور شروع به شتاب گرفتن می کند و به سمت زوایای بزرگتر حرکت می کند. این حرکت بر روی چرخش روتور با سرعت سنکرون قرار می گیرد و سرعت روتور حاصل w = w 0 + خواهد بود که w 0 سرعت همزمان چرخش است. - سرعت نسبی در نتیجه شتاب روتور، نقطه عملیاتی شروع به حرکت در امتداد مشخصه 2 می کند. قدرت ژنراتور افزایش می یابد و گشتاور اضافی کاهش می یابد. سرعت نسبی تا یک نقطه افزایش می یابد با.در نقطه باگشتاور اضافی صفر و سرعت به حداکثر می رسد. حرکت روتور با سرعت در نقطه متوقف نمی شود با، روتور با اینرسی از این نقطه عبور کرده و به حرکت خود ادامه می دهد. اما گشتاور اضافی علامت را تغییر می دهد و شروع به کاهش سرعت روتور می کند. سرعت چرخش نسبی در نقطه شروع به کاهش می کند دبرابر صفر می شود. زاویه در این نقطه به حداکثر مقدار خود می رسد. اما همچنین در نقطه دحرکت نسبی روتور متوقف نمی شود، زیرا گشتاور ترمز اضافی بر روی شفت واحد عمل می کند، بنابراین روتور شروع به حرکت به سمت نقطه می کند. با، سرعت نسبی منفی می شود. توقف کامل باروتور با اینرسی، نزدیک نقطه عبور می کند بزاویه به حداقل می رسد و چرخه جدیدی از حرکت نسبی آغاز می شود. نوسانات زاویه (تی) در شکل، د نشان داده شده است. میرایی نوسانات با تلفات انرژی در حین حرکت نسبی روتور توضیح داده شده است. , که در آن ω سرعت چرخش روتور حاصل است.

حالت عملکرد حالت پایدار سیستم قدرت شبه ثابت است، زیرا با تغییرات کوچک در جریان توان اکتیو و راکتیو، مقادیر ولتاژ و فرکانس مشخص می شود. بنابراین، در سیستم قدرت، یک حالت کارکرد ثابت دائماً به حالت کارکرد پایدار دیگر تغییر می کند. تغییرات کوچک در حالت عملکرد سیستم قدرت به دلیل افزایش یا کاهش مصرف تاسیسات الکتریکی مصرف کننده ایجاد می شود. اختلالات کوچک باعث واکنش سیستمی به شکل نوسانات در سرعت چرخش روتورهای ژنراتور می شود که می تواند افزایش یا کاهش، نوسانی یا غیر پریودیک باشد. ماهیت ارتعاشات حاصل، پایداری استاتیکی یک سیستم معین را تعیین می کند. پایداری استاتیکی در طول طراحی بلند مدت و دقیق، توسعه دستگاه‌های کنترل خودکار ویژه (محاسبات و آزمایش‌ها)، راه‌اندازی عناصر جدید سیستم، تغییرات در شرایط عملیاتی (تجمیع سیستم‌ها، راه‌اندازی نیروگاه‌های جدید، پست‌های میانی، خطوط برق بررسی می‌شود. ).

مفهوم پایداری استاتیک به این صورت درک می شود توانایی سیستم قدرت برای بازگرداندن حالت اولیه یا نزدیک به حالت اولیه عملکرد سیستم قدرت پس از یک اختلال کوچک یا تغییرات آهسته در پارامترهای حالت.

پایداری استاتیکی شرط لازم برای وجود عملکرد حالت پایدار سیستم است، اما توانایی سیستم را برای ادامه کار در زمانی که اختلالات محدود رخ می دهد، به عنوان مثال، اتصال کوتاه، روشن یا خاموش کردن خطوط برق، از پیش تعیین نمی کند.

دو نوع نقض پایداری استاتیک وجود دارد: غیر پریودیک (لغزنده) و نوسانی (خود نوسانی).

پایداری غیر پریودیک ایستا (خزنده) با تغییر در تعادل توان فعال در سیستم قدرت (تغییر تفاوت بین توان الکتریکی و مکانیکی) همراه است که منجر به افزایش زاویه δ می شود که در نتیجه ممکن است ماشین از هماهنگی خارج شود (نقض ثبات). زاویه δ بدون نوسان (به طور متناوب)، ابتدا به آرامی و سپس سریعتر و سریعتر تغییر می کند، گویی که می لغزد (شکل 1، a را ببینید).

پایداری تناوبی استاتیک (نوسانی) با تنظیمات تنظیم کننده های تحریک خودکار (AEC) ژنراتورها مرتبط است. AVR باید به گونه ای پیکربندی شود که امکان خود نوسانی سیستم در طیف گسترده ای از حالت های عملیاتی را حذف کند. با این حال، با ترکیب معینی از تعمیرات (وضعیت حالت مدار) و تنظیمات تنظیم کننده های تحریک، نوساناتی در سیستم کنترل ممکن است رخ دهد که باعث افزایش نوسانات در زاویه δ تا زمانی که دستگاه از هماهنگی خارج شود. این پدیده خود نوسانی نامیده می شود (نگاه کنید به شکل 1، b).

عکس. 1. ماهیت تغییر زاویه δ هنگامی که پایداری استاتیکی به شکل لغزش (a) و خود نوسانی (b) نقض می شود.

پایداری غیر پریودیک استاتیک (لغزشی).

اولین مرحله از مطالعه پایداری استاتیکی، مطالعه پایداری غیر پریودیک استاتیکی است. هنگام مطالعه پایداری غیر پریودیک ایستا، فرض می شود که احتمال نقض نوسانی پایداری با افزایش جریان از طریق اتصالات بین سیستمی بسیار کم است و می توان از خود نوسانی غفلت کرد. برای تعیین ناحیه پایداری دوره ای سیستم قدرت، حالت عملکرد سیستم قدرت سنگین تر می شود. روش وزن دهی شامل تغییر متوالی پارامترهای گره ها یا شاخه ها یا گروه های آنها در مراحل مشخص شده و به دنبال آن محاسبه یک حالت پایدار جدید در هر مرحله تغییر است و تا زمانی که امکان محاسبه اطمینان حاصل شود انجام می شود.

بیایید ساده ترین نمودار شبکه را در نظر بگیریم که از یک ژنراتور، یک ترانسفورماتور قدرت، یک خط برق و اتوبوس های برق بی نهایت تشکیل شده است (شکل 2 را ببینید).

شکل 2. مدار معادل مدار محاسباتی

در ساده‌ترین حالت مورد بررسی، توان الکترومغناطیسی قابل انتقال از ژنراتور به گذرگاه‌های قدرت بی‌نهایت با عبارت زیر توصیف می‌شود:

در عبارت نوشته شده، متغیر نشان‌دهنده مدول ولتاژ خطی در اتوبوس‌های ایستگاه است که به سمت HV کاهش می‌یابد، و متغیر، ماژول ولتاژ خطی در نقطه اتوبوس‌های با توان بی‌نهایت است.

شکل 3. نمودار ولتاژ برداری

زاویه متقابل بین بردار ولتاژ و بردار ولتاژ با متغیر - نشان داده می شود که جهت خلاف جهت عقربه های ساعت از بردار ولتاژ به عنوان جهت مثبت در نظر گرفته می شود.

لازم به ذکر است که فرمول قدرت الکترومغناطیسی با این فرض نوشته شده است که ژنراتور مجهز به یک تنظیم کننده تحریک خودکار است که ولتاژ سمت ولتاژ ژنراتور را کنترل می کند () و برای سادگی محاسبات، مقاومت فعال در عناصر مدار طراحی نادیده گرفته شد.

با تجزیه و تحلیل فرمول توان الکترومغناطیسی می توان نتیجه گرفت که میزان توان انتقالی به سیستم قدرت به زاویه بین ولتاژها بستگی دارد. این وابستگی مشخصه زاویه ای توان انتقال قدرت نامیده می شود (شکل 4 را ببینید).

شکل 4. مشخصه قدرت زاویه ای

حالت پایدار (سنکرون) عملکرد ژنراتور با برابری دو گشتاور اثر بر محور ژنراتور توربین تعیین می شود (ما معتقدیم که ممان مقاومت ناشی از اصطکاک در یاتاقان ها و مقاومت محیط خنک کننده می تواند باشد. نادیده گرفته شده): لحظه توربین کوه، که روتور ژنراتور را می چرخاند و تمایل به سرعت بخشیدن به چرخش آن و گشتاور الکترومغناطیسی سنکرون دارد. خانم، خنثی کردن چرخش روتور.

فرض کنید بخار وارد توربین ژنراتور می شود که گشتاوری روی شفت توربین ایجاد می کند (تا حدودی برابر با گشتاور خارجی است. موون، منتقل شده از محرک اصلی). حالت عملکرد حالت پایدار ژنراتور می تواند در دو نقطه باشد: A و B، زیرا در این نقاط تعادل بین گشتاور توربین و گشتاور الکترومغناطیسی با در نظر گرفتن تلفات حفظ می شود.

نقطه آ افزایش/کاهش توان توربین به میزان ΔP به ترتیب منجر به افزایش/کاهش زاویه d خواهد شد. بنابراین، تعادل گشتاورهایی که بر روی شفت روتور اثر می‌کنند حفظ می‌شود (برابری گشتاور توربین و گشتاور الکترومغناطیسی با در نظر گرفتن تلفات)، و در نتیجه اختلالی در ماشین سنکرون با شبکه رخ نمی‌دهد.

هنگامی که یک ماشین سنکرون در آن کار می کند نقطه که در افزایش/کاهش توان توربین به میزان ΔP به ترتیب منجر به کاهش/افزایش زاویه d خواهد شد. بنابراین، تعادل گشتاورهایی که بر روی شفت روتور اثر می‌گذارند، مختل می‌شود. در نتیجه، یا ژنراتور از سنکرونیسم خارج می شود (یعنی روتور با فرکانس متفاوتی از فرکانس چرخش میدان مغناطیسی استاتور شروع به چرخش می کند)، یا ماشین سنکرون به نقطه ای از عملکرد پایدار حرکت می کند (نقطه). آ).

بنابراین، از مثال در نظر گرفته شده واضح است که ساده ترین معیار برای حفظ پایداری استاتیک، علامت مثبت عبارتی است که نسبت افزایش توان به افزایش زاویه را تعیین می کند:

بنابراین، منطقه عملکرد پایدار با محدوده زوایای 0 تا 90 درجه تعیین می شود و در ناحیه زوایای 90 تا 180 درجه، عملکرد موازی پایدار غیرممکن است.

حداکثر مقدار توان قابل انتقال به سیستم قدرت، حد پایداری استاتیک نامیده می شود و مربوط به مقدار توان در زاویه متقابل 90 درجه است:

عملیات در حداکثر توان مربوط به زاویه 90 درجه انجام نمی شود، زیرا اختلالات کوچکی که همیشه در سیستم قدرت وجود دارد (به عنوان مثال، نوسانات بار) می تواند باعث انتقال به یک منطقه ناپایدار و نقض همزمانی شود. حداکثر مقدار مجاز توان ارسالی کمتر از حد پایداری استاتیکی با مقدار ضریب ایمنی پایداری غیر دوره ای استاتیک برای توان فعال در نظر گرفته می شود.

حاشیه پایداری استاتیک برای انتقال نیرو در حالت عادی باید حداقل 20٪ باشد. مقدار جریان مجاز توان فعال در بخش کنترل شده طبق این معیار با فرمول تعیین می شود:

حاشیه پایداری استاتیک برای انتقال نیرو در حالت پس از اضطرار باید حداقل 8٪ باشد. مقدار جریان مجاز توان فعال در بخش کنترل شده طبق این معیار با فرمول تعیین می شود:

پایداری تناوبی استاتیک (نوسانی).

یک قانون کنترل نادرست انتخاب شده یا تنظیم نادرست پارامترهای کنترل کننده تحریک خودکار (AEC) می تواند منجر به نقض ثبات نوسانی شود. در این حالت، نقض پایداری نوسانی می‌تواند در حالت‌هایی رخ دهد که از حالت محدودکننده پایداری دوره‌ای تجاوز نمی‌کند، که بارها در سیستم‌های قدرت الکتریکی موجود مشاهده شده است.

مطالعه پایداری استاتیکی نوسانی به مراحل زیر ختم می شود:

1. ترسیم یک سیستم معادلات دیفرانسیل که سیستم قدرت الکتریکی مورد بررسی را توصیف می کند.

2. انتخاب متغیرهای مستقل و انجام خطی سازی معادلات نوشته شده به منظور تشکیل سیستم معادلات خطی.

3. ترسیم یک معادله مشخصه و تعیین منطقه پایداری استاتیک در فضای تنظیمات ARV قابل تنظیم (مستقل).

پایداری یک سیستم غیر خطی با تضعیف فرآیند گذرا، که توسط ریشه‌های معادله مشخصه سیستم تعیین می‌شود، قضاوت می‌شود. برای اطمینان از پایداری، لازم و کافی است که ریشه های معادله مشخصه دارای قسمت های واقعی منفی باشند.

برای ارزیابی پایداری، از روش‌های مختلفی برای تجزیه و تحلیل معادله مشخصه استفاده می‌شود:

1. روش های جبری (روش Rouse، روش Hurwitz)، بر اساس تجزیه و تحلیل ضرایب معادله مشخصه.

2. روش های فرکانس (Mikhailov، Nyquist، روش D-partition)، بر اساس تجزیه و تحلیل ویژگی های فرکانس.

اقداماتی برای افزایش حد پایداری استاتیکی

اقدامات برای افزایش حد پایداری استاتیکی با تجزیه و تحلیل فرمول تعیین توان الکترومغناطیسی تعیین می شود (فرمول با این فرض نوشته شده است که ژنراتور به یک تنظیم کننده تحریک خودکار مجهز است):

1. استفاده از ARV های عمل قوی در تجهیزات تولید.

یکی از ابزارهای موثر برای افزایش پایداری استاتیکی استفاده از ژنراتورهای ARV با عملکرد قوی است. هنگام استفاده از دستگاه های ژنراتور ARV با عملکرد قوی، ویژگی زاویه ای اصلاح می شود: حداکثر مشخصه به محدوده زوایای بیشتر از 90 درجه تغییر می کند (با در نظر گرفتن زاویه نسبی ژنراتور).

2. حفظ ولتاژ در نقاط شبکه با استفاده از دستگاه های جبران توان راکتیو.

نصب دستگاه های جبران توان راکتیو (SK، UShR، STC و غیره) برای حفظ ولتاژ در نقاط شبکه (دستگاه های جبران عرضی). دستگاه ها به شما امکان می دهند ولتاژها را در نقاط شبکه حفظ کنید که تأثیر مفیدی بر حد پایداری استاتیک دارد.

3. نصب دستگاه های جبران طولی (LPD).

با افزایش طول خط، راکتانس آن افزایش می یابد و در نتیجه، حد توان ارسالی به طور قابل توجهی محدود می شود (پایداری عملیات موازی بدتر می شود). کاهش راکتانس یک خط برق طولانی ظرفیت آن را افزایش می دهد. برای کاهش راکتانس القایی یک خط انتقال نیرو، یک دستگاه جبران طولی (LPD) که باتری خازن های ساکن است، در قسمت خط نصب می شود. بنابراین، مقاومت خط حاصل کاهش می یابد و در نتیجه توان عملیاتی افزایش می یابد.

منطقه پایداری استاتیکی یک سیستم قدرت مجموعه ای از حالت های آن است که در آن پایداری استاتیکی برای ترکیب معینی از ژنراتورها و یک مدار شبکه الکتریکی ثابت تضمین می شود. سطحی که مجموعه ای از حالت های پایدار را محدود می کند، مرز ناحیه پایداری استاتیک نامیده می شود.

مناطق ثبات در مختصات پارامترهایی که بر ثبات رژیم تأثیر می گذارد ساخته می شوند. این مهم ترین پارامترها توان فعال ژنراتورها، بارهای موجود در گره های مدار سیستم قدرت، ولتاژ ژنراتورها هستند. اغلب، چنین پارامترهایی به عنوان جریان در امتداد خطوط برق در بخش های خاصی از سیستم قدرت استفاده می شود.

استفاده از مناطق پایدار در فضای چند بعدی تقریبا غیرممکن است. بنابراین، باید برای کاهش تعداد مختصات تلاش کرد. برای کاهش تعداد مختصات مستقل، درجات مختلف تأثیر پارامترها بر ثبات رژیم در نظر گرفته می شود، به عنوان مثال. از مقررات و روش های مشابهی مانند مدارها و حالت های معادل سیستم های قدرت استفاده کنید.

تعیین مرزهای منطقه پایداری استاتیک با استفاده از محاسبات حالت های حالت پایدار، با شروع یک پایدار شناخته شده، با چنین تغییری در پارامترها که منجر به حالت محدود می شود، انجام می شود. در یک سیستم قدرت واقعی، افزایش رژیم توان اکتیو، به هر دلیلی (با یک فرمان دیسپاچر یا رخ دادن خود به خود - به دلیل تغییر بار یا وقوع عدم تعادل برق اضطراری)، با مقداری تغییر در فرکانس همراه است. . انحراف فرکانس به نوبه خود منجر به تغییر در جریان های توان به دلیل تغییر در توان بار (مطابق با اثر تنظیم کننده آن بر فرکانس) و تغییر در توان ژنراتورها (مطابق با استاتیک تنظیم کننده های سرعت توربین) می شود. تلاش برای در نظر گرفتن این عوامل در تعامل آنها منجر به نیاز به مدل سازی دقیق فرآیندها در هنگام تغییر فرکانس در سیستم و انجام محاسبات بسیار کار فشرده با استفاده از برنامه های خاص می شود. همه اینها روش شناسی انجام محاسبات پایداری استاتیک را بسیار پیچیده می کند و حجم محاسبات را به طور غیر قابل قبولی افزایش می دهد. بنابراین، محاسبات شدت حالت ها با در نظر گرفتن فرآیندهایی که تغییرات فرکانس را در نظر می گیرند، تنها در صورت نیاز واقعی به این مورد متوسل می شوند.

مناطق پایداری تنها در مختصات توان های فعال ساخته می شوند، زمانی که ولتاژها در سیستم قدرت، زمانی که حالت های آن شدیدتر می شوند، کمی تغییر می کنند یا به طور منحصر به فرد توسط جریان های توان داده شده تعیین می شوند. اگر تغییرات ولتاژ، ممکن در حالت های مختلف، منجر به تغییرات قابل توجهی در حداکثر توان شود، ولتاژ در نقاط کنترل شده در تعداد مختصات در نظر گرفته شده لحاظ می شود، یا چندین ناحیه پایداری برای سطوح ولتاژ مختلف ساخته می شود.

محاسبات پایداری استاتیکی در شرایط پس از اضطرار ناشی از وقوع عدم تعادل توان اضطراری قابل توجه می تواند در بسیاری از موارد نیز با فرکانس ثابت انجام شود. در این حالت (در صورت لزوم)، تأثیر تغییر فرکانس بر توزیع جریان را می‌توان تقریباً با اعمال تغییر در موازنه‌های توان بخش‌های سیستم قدرت که توسط بخش مورد نظر از هم جدا شده‌اند، با مقداری متناسب در نظر گرفت. به شیب ویژگی های فرکانس آنها.

با ذخایر توان راکتیو کافی، تقریباً بی تفاوت است که رژیم با توزیع مجدد تولید یا بار افزایش یابد. برای چنین مواردی، روش زیر توصیه می شود:

1) افزایش تولید در یک بخش از سیستم قدرت با کاهش متناظر (برابر با تغییر در تلفات) تولید در قسمت دیگر.

2) اگر محدودیت های توان اکتیو موجود در ژنراتورهای بارگذاری شده بدست آید، افزایش بیشتر بار با کاهش بار در همان قسمت از سیستم قدرت انجام می شود.

3) اگر ژنراتورها به حداقل ممکن تخلیه شوند، بار افزایش می یابد.

هنگامی که بار تغییر می کند، فرض می شود که نسبت آر n/ س n بدون تغییر باقی می ماند، که مربوط به حضور گیرنده هایی از همان نوع است.

اگر زمانی که رژیم شدیدتر می شود، توان واکنشی ژنراتورها به محدودیت های خود برسد س gmin، سجی حداکثرسپس دو روش مشخص شده برای دشوارتر کردن رژیم از طریق تغییر است آر g و آرن - نابرابر شدن. افزایش بار فعال مربوط به افزایش توان راکتیو مصرفی است. این منجر به کاهش ولتاژ می شود. با همان جهت وزن دهی، اما با کاهش توان اکتیو ژنراتورها، توان راکتیو موجود آنها افزایش می یابد که به افزایش ولتاژ کمک می کند. بنابراین، در مورد دوم مقادیر آر pr ممکن است بالاتر باشد.

حاشیه پایداری استاتیکی برای یک حالت عملیاتی معین از سیستم قدرت با نزدیکی آن به مرز ناحیه پایداری تعیین می‌شود که می‌تواند ناشی از یک اختلال ناپیوسته یا نوسانی پایداری باشد. حاشیه پایداری استاتیکی با فاکتورهای ایمنی برای توان فعال در بخش‌های سیستم قدرت و برای ولتاژ در گره‌های بار مشخص می‌شود. ضریب حاشیه پایداری استاتیکی برای توان اکتیو برای تمام بخش‌هایی از مدار سیستم قدرت تعیین می‌شود که در آنها بررسی کمی کفایت حاشیه ضروری است. در نظر نگرفتن هر یک از بخش های خطرناک می تواند منجر به اختلال در پایداری سیستم قدرت در زمانی که جریان در این بخش کنترل نشده به مقدار حدی برسد، می شود.

مقدار حداکثر جریان مجاز که در آن حداقل حاشیه پایداری استاتیکی در بخش کنترل شده تضمین می شود. به p را می توان بر اساس (6.1) تعیین کرد:

. (7.8)

یک حاشیه پایداری ولتاژ استاتیک برای اطمینان از پایداری استاتیک بار معرفی شده است. برای تعیین ذخیره ولتاژ هر گره بار در یک حالت معین، ولتاژ Uدر این حالت با ولتاژ بحرانی در همان گره مقایسه می شود U kr با بیان (6.2). مقدار ولتاژ بحرانی با ویژگی های بار، عمدتاً توسط بارگذاری موتورها و طول خطوط برق موجود در گره بار تعیین می شود. هنگام تعیین ضریب ایمنی ولتاژ، می توان فرض کرد که ولتاژ بحرانی در گره های بار در ولتاژهای نامی تا 110-220 کیلو ولت، 75 درصد ولتاژ در گره مورد نظر در شرایط عادی سیستم قدرت در همان فصل و در همان فصل است. همان زمانی از روز که برای آن تعیین شده است K U.

مساحت حداکثر حالت های مجاز محاسبه شده برای مقدار مورد نیاز K r، ممکن است محدودیت های عملیاتی اضافی در جریان ها، سطوح ولتاژ و غیره داشته باشد. توجه ویژه ای به جریان های ژنراتور می شود، زیرا شدت حالت تا حد مجاز در حداکثر نسبت اضافه بار مجاز جریان استاتور و روتور، مجاز برای حالت های کوتاه مدت، معمولاً بیست دقیقه ای. حداکثر حالت های مجاز بلند مدت در نظر گرفته می شوند.