CURSUL 6STABILITATEA GENERATORULUI SINCRON CONECTAT
LA O BARA DE PUTERE INFINITA
LA O BARA DE PUTERE INFINITA (STABILITATEA TRANZITORIE)
STABILITATEA TRANZITORIE
Comportarea sistemului electroenergeticModelul matematic al unui sistem electroenergetic, constituit din generatoareleelectrice, reeaua electric de transport i sarcini, cuprinde: un set de ecuaii algebrice format din ecuaiile statorice ale generatoarelor
sincrone i ecuaiile bilanului de puteri n nodurile reelei electrice de transport; un set de ecuaii difereniale aferente grupurilor generatoare i sistemelor de
reglare automat ale acestora, respectiv, motoarelor sincrone i asincrone de mare putere, care sunt modelate individual.mare putere, care sunt modelate individual.
Acest model matematic hibrid, cunoscut n literatura de specialitate sub denumireamodelul EAD (ecuaii algebrodifereniale), poate fi scris sub urm toarea formcompact : - modeleaza functionarea retelei electrice;
n care: -modeleaza functionarea generatorului sincron.x este vectorul variabilelor dinamice de stare (unghiurile rotorice, vitezele
unghiulare, t.e.m etc.); y vectorul variabilelor algebrice de stare (modulele i argumentele tensiunilor
nodale, curenii statorici etc.);y vectorul parametrilor (puterile activ i reactiv consumate, valorile de consemn
ale regulatoarelor etc).
{ ),,(),,(0
),,(),,(.
mm
mm
yxAyxg
yxDyxfx
== ==
STABILITATEA TRANZITORIE
Analiza stabilitatii tranzitorii cuprinde 3 faze distincte: anterioara perturbatiei regimul permanent initial; pe durata perturbatiei ; post-preturbatie regimul permanent final.Stabilitatea/instabilitatea tranzitorie curbele de oscilatie (evolutia in timp aunghiurilor relative ale rotoarelor generatoarelor sincrone):(i) cazul stabil, n care unghiul rotoric, dup cteva oscilaii amortizate, cap t o
valoare constant corespunz toare regimului permanent post-avarie; (i) cazul stabil, n care unghiul rotoric, dup cteva oscilaii amortizate, cap t o
valoare constant corespunz toare regimului permanent post-avarie; (ii) cazul instabil, la prima oscilaie, n care unghiul rotoric cre te continuu n timp; (iii) cazul n care generatorul este stabil dup prima oscilaie, dar oscilaiile
urm toare au amplitudine cresc toare n timp; aceast form de instabilitate apare n general atunci cnd regimul post-avarie nu ndepline te condiiile necesare de stabilitate la mici perturbaii.
n asigurarea stabilit ii tranzitorii o importan esenial are funcionarea selectiv ,rapid i sigur a proteciei prin relee. Protecia trebuie s fie capabil s disting ntre regimul de avarie, oscilaiile stabilede putere i regimul n care s-a pierdut sincronismul. Avnd funcia de a iniiadeconectarea ntreruptoarelor care protejeaz elementele avariate, este important sfie evitate acion rile false care conduc la deconectarea ce nu este necesar aelementelor neavariate n timpul oscilaiilor stabile de putere.
STABILITATEA TRANZITORIE
Criteriul ariilor egaleCriteriul ariilor egale are la baz o metod grafo-analitic de apreciere astabilit ii tranzitorii de prim oscilaie, aplicabil n urm toarele cazuri: (i) ma in sincron conectat printr-o reea electric pasiv la un sistem de putereinfinit ; (ii) dou ma ini sincrone de puteri finite interconectate printr-o reea electric pasiv ;(iii) utilizarea criteriului ariilor egale la sisteme multima ini este posibil n (iii) utilizarea criteriului ariilor egale la sisteme multima ini este posibil n
condiiile grup rii generatoarelor n dou ma ini sincrone echivalente, situaie n care metoda a fost denumit criteriul extins al ariilor egale.
Se considera un generator sincron conectat printr-o retea electrica pasiva la unsistem de putere infinita. Ecuatia de miscare (cf. modelului clasic):
, unde = arg. E=Eej si Pa puterea de accelerare
In regim permanent, viteza unghiulara a rotorului in raport cuRezulta: sistemul general de refrinta care se roteste cu viteza de
sincronism o, are val.0 si se va modifica datorita aparitiei uneiperturbatii.
aem PPPdtdM
=-=2
2
0
dw
aPHdtd 0
2 wd
=
STABILITATEA TRANZITORIE
Pentru ca generatorul s fie stabil la prima oscilaie este necesar ca unghiul, carem soar poziia rotorului, s nu creasc continuu n timp, adic el s ajung la ovaloare maxim dup care s nceap s scad Aceast condiie este ndeplinit dac viteza unghiular d /dt redevine 0 dup unanumit interval de timp de la apariia perturbaiei, moment n care = m.Criteriul de stabilitate tranzitorieare forma:
Criteriul de stabilitate tranzitorie la prima oscilatieeste satisfacut atunci cand aria suprafetei Aa este mai mica, cel mult egala cu aria suprafetei Af(Aa Af)
( ) 0 00
0
=-= dw
dwd
d
dPPH
dPH ema
m
STABILITATEA TRANZITORIE
Aplicarea criteriului ariilor egale
Puterea electromagnetica a generatorului in cele 3 faze:- Regimul permanent anterior perturbatiei
- Pe durata perturbatiei (scc trifazat pe circuitul k la distanta (k-L) fata de nodul 3)
- Regimul tranzitoriu post-avarie
12
12
2111 sin
d
nmn
eX
VEPP ==
2
12l
tdn XXXX ++=
avav
ave
X
VEP 12
12
211 sin
d=
( )l
lldltd
av
kX
XXXXXXX
++=== 12
dav
davldav
e X
VEP 12
21 sin
d= ltd
dav XXXX ++=
STABILITATEA TRANZITORIE
Caracteristicile tranzitorii putere-unghi
Aplicarea criteriului ariilor egalepentru generatorul sincron 1 pentru generatorul sincron 1 conectat la un sistem de putereinfinita
STABILITATEA TRANZITORIE
Timpul critic de deconectare a linieiavariate:
Criteriul ariilor ptr. generatorul
( )1201210
2dd
w-= c
mcrit P
Mt
Criteriul ariilor ptr. generatorul conectat la o bara de putere infinita:
a)Cazul stabil;
b) Cazul instabil;
c) Cazul critic.
Recommended