Cuprins
STAB STABIL ILIT ITAT ATEA EA SIST SISTEM EMEL ELOR OR ELEC ELECTR TRIC ICE. E.
.1
li
ta il tati tati
tati tati
ri
.l .3
dP do
iu
et li
.4 lnfl lnfl
ta il tati tati ta re
dupa dupa crite criteriu riu
tati tati
ri
iu
lu
iu
dQ dU
11 ta li
ii
tati tati
dQ dU
14
A D .1.S .1.Sta ta ilit ilit
rnic rnic
tr le
it
as 2.3. 2.3.1. 1.
educ educer erea ea dura durate te scur scurtc tcir ircu cuit itul ului ui
iste iste
21
Stab Stabil ilit itat atea ea func functi tion onar arii ii
STAB STABIL ILIT ITAT ATEA EA
AMat2·1
sist sistem emel elor or elec electr troe oene nerg rget etic ic
SIST SISTEM EMEL EL
ELEC ELEC RI
sale. aces acestu tuia ia §i an me stab stabil ilit itat atea ea st tica tica §i stab stabil ilit it te
dina dinarn rnic ic
(tra (tra zito zitori rie) e)
retelei. 1.
initiate,
stabileasca
ma impo import rtan ante te §i ma folo folosi site te poat poat stab stabili ili lntre
il
ve
ri
ri
dP/d8.
.1
iz
id ra
ta il ta ii
ta ic
it
fapt faptul ul ca tens tensiu iu ea is i, re st ie zero, zero, resp respec ecti ti O. Cent Centra rala la este este repr reprez ezen enta tata ta prin printr tr-u -u
rite riteri ri
ii si
iv
dP
ro lect lect
grup grup echi echiva vale lent nt gene genera rato torr-tr tran ansf sfor orma mato tor. r.
is
st
AMat2-1
Stabilitatea functionarii sistemelor electroenergetic
/---.....__ - 1' .1 -. .
a)
\~Q
Us=c
u~jconst
PrjQ{
Ed
b)
st
, ,. ;: ;
--...
eUsf
xd+XtfXL
p, -jOt.
In
faza:
Xr ~i XL XI
In
Curentul Is tensiunea U s f .
(1
cos
.J3U Ed
rezulta
putere
(2)
~i
acti
(3) nex .J3Us
x,
rnentine constant).
s:
n v -
x,
s:
(4)
Stabilitatea functionarii sistemelo
AMat2-1
electroenergetice
nu
ar in
dupa
sinuso da (f gura 3)
ea ta
interna.
t,
is -,
tf
putere
careia li corespunde
mo
turbina). ut partea ascendenta ~i a~
es
prin ordonata
pe partea descendents. pent
ca
generato ul debiteaz
aceeas pute
acti
unghiulo hi ca cresteri unghiulu Ii corespunde
es
pute ea electr ca este eqal
rnecanica)
putere
or
ev ne in punctu a. generatorului. ta eq ll llS
ua generato ului au se ne contra e, punctu de functionar
fi nd ne tabi
AMat2-1
Stabilitatea functionarii
lim t-,p ~i rsprezinta criteriu practi
xaminare re
ar expresia
in
dP
(6)
iv
(o ,U
is
re
COSO
(7)
sincronizete,
putere
electroenergetice
stabiiitatii
dP do
este denurnit
sistemelo
li
sa
iq ra
ie
caracteristici sunt stabile mO
rsalizandu-se echilibrul lntre putere
electric
~i putere rnecanica.
ala
se
re se
relo
imit il
maxima ct
rt
st
m1
oa.
~i reprezinta putere ru ca
la
rb i.
re
ca ·100
ma
(8)
ax
P; reprezinta putere debita
ge er tor.
ca valorile coeficientului K, sunt
15720%. 1.2. lnfluenta
regulatoarelor automate de tensiune
excitatie, respecti as pr .e.m stabilitat enerat ar lo se rn ntin rv
chia la coeficient
la
curentului de excitatie, respecti
si
la
st bilitate ma mici rn le
tensiuni
La re ucerea sarcinii regulatoru de tensiu action az in sens invers reducand exci atia respectiv Prim ca reprezinta rnportan in studiu stabilitatii statice.
Stabilitatea functionarii
ru ~i
in
ri ic
AMat2-1
sisternelo electroenergetice
ra
id ra tere
tensiune electromotoare
la rbor le
crescanc la
tere
respectiv
Edo=ct,
obin
ener torulu
an
a'1, caruia Ii '1
reduce.
la la
caracteristica de putere
noua
li
a1
'1~i rezerv
de stabilitat creste
ra de defaza '2>8 rezerv de stabilitat
la 1in a'2, caruia Ii corespunde unghiu se rnicsoreaza.
rezultand t5
ct, ( E d 2
'2.
unghiulu
ef zaj, co
uc la lrnbunatatir
la caracteristici de putere E d = c ~i
de stabilitat
static Po
Ed =c
caracteristica E d o = c t ,
etc. corespunzand defazaje dica rest re puteri de itat
de ge erator co duce
la
la pentru pe caracteristica
'2).
Ed2=ct,
in
co ditiil
unct le
fu ctio ar
a1
etc. corespunza or uterilor ebitat re ii pentru se obtine tot caracteristica de putere nurnit caracteristica externa.
iu
AMat2-1
Stabilitatea functionarii sistemelo electroenergetice (Ck),
(5
corespun
puterile maxime pentru caracteristicile Ed=Ct. resp ctiv pu er
caracteristici
intern
axim
un no
Edn=ct,
si
le
~i
relo si
ra
bi si
se nurneste zona de stabilitat
ertiticletii:
ci--d,
Daca intervin se ze instabil ( P m > P ). in ce
in rv
ra
is
in
io cc lere
ra rului,
stic coresp ai mari Crestere tensiuni electrom toar
in
sa in
iu le ro determin crestere puteri electric de functionare,
Pe=P
generatorulu crest In continuare). unghiul
in se rnicsoreaza. Re ulatorul
it
ra ctioneaz
la ii io
sens
it rm
re
micsorarii
~i
(Pe>P
Daca perturbati
la rulu ri
le
re ve
regulatoarelor. iq ra
ce ra
io ck
caracteristica Edk=ct). Portiunea ascendent stabilitatii statice 10
vi
re
Stabilitate
.3
functionarii
li
ta ilit ii
s is t 3 m e l
G G m fJ l x e
AMat2-1
sistemelor electroenergetic
ic
it
iu
dQ/dU
d e se a e st e d if ic i
dO, dU consumatorii.
intr-un
pute ea
eact va
el----_---...::....~+I-I
Edt10
~f
12 ...J
It co
'12
xlzslnfj2 + jQ z
unde: Xd
Xr
XL
~i
tensiunii
respectiv
acetasi nod.
AMat2-1 ta ilir
Stabilitatea functionarii sistemelo
celo
ou caract ristic
face dupa cu
urrneaza
rm
ri
i3UJ2 ~i di
u n gh iu l O B C e zu l s :
electroenergetice
(9)
sin
XI
df
in i f J 2
Ed cos
de unde . tine
Q
sau:
Ed
2g
cos
J3U2U2f
s:
---=--=-
U;
2g
J 3 Ed f
tensiune
Ed
(10)
electromotoare Intr faze
Considerand Ed=Ct variaza, se poat tras caracteristica
f1(U
nu
an diferite valori pentru Sin
(unde
~i
ru tensiu
en ru care se st bilest sarcina re
1,5 ...2,5.
complexe. ra
ri ic
se restabueste ec ilibru
intr
el 20
care apare, tensiune unctul
U'2
rc
la
rb ie
re
''). 20
ou puteri reactive
unde
Qc).
U'2
20
ca
se rest bilest
echili ru
func ionare revine la punc ul initial.
lntradevar daca tensiune 12
ri ic b,
tensiunea 20 ~i putere reactiva tensiuni pana la valoarea deca putere ceruta co su ator (p nctu
erturb ti
ra
(corespunzatoare punctulu b)
U'«,
uteril
Stabilitatea functionarii sistemelo
AMat2-1
electroenergetice (O c;
ac
U'b,
ns ne Oc),
(O
avalanse functionarea
sistemului reiese
ca In ntervalu
a-b,
I),.Q
tensiune
crit cs
caracteristica a1 U2
functionare
i1Q1
Oc2,
a2,
la
tensiune
a2
pu
se confunda
care
b,
tensiune Trasand
atunci
critics
curbele
g -
1),.0
(figura
cane Va-Vcr, I),.Q
Oerivata
f(U).
dOldV
ln
d(I),.O) dU
Figura
I),.Q, valoarea
13
AMat2-1
er at
es
Stabilitatea functionarii sistemelo electroenergetice
zi va
Daca Se
ca
oa
eoefieient
pe ba
ui
aprecieze cr
dou
caracteristici
stabila Intr-un rezerva de stabilitate:
100
(12)
f2(U).
stabilitatii
statice dupa criteriul
dQ/dU. dOldU electromotoare
rnentine constanta. regulatorulu
de tens une;
de tensiune (curba
Og1) cr
92
cr2
ur
14
ascendenta),
AMat2·1
Stabilitatea functionarii sistemelor electroenergetic
stabilitatea functionarii ln parale intr
cest
se
is
generatoarelor
lntr-o
ic it
tions:
li producerea unor scurtcircuite; supr sarcin br st rezult te tn ur
cresteri al un hi rilo
un
eb clar
le sist
lui.
ri ii nera oare en it pe dulari ~i lntre ec la Intr ro oarele diferitelo nera oare in sistem
ou situatie st bila
functionar
fu ctionare
stabila
situatia norrnala necesita un timp Indelungat qasiri si
optari solutiil
entr
vitare
lor.
ln
real bi stabilitatea di ar ic
te
sc
ul
infi it
If
id
(~-C~~~--LJ-----4--~~
p-ja
t:l
p-ja
tonsi:
rm
re re it
Us=const.
infinita. in sunt prezentate In figura11
l5
Stabilitatea functionarii sistemelo
AMat2-1
electroenergetice
prin reactant tranzitori electromotoare 'd si tensiune E'd in spat le aceste reactante: transformato rele prin ~i lini prin reactant echivalent XL
R e ac ta nt a t ct al a n t
'd ~i X'd
XL
Pentru schema considerata, se tras az putere Avand
caracteristica
+ ~ ~ +r ( ~ ~ r
oa
nl
iar
Edf este E'S:
(13)
sO
tgo
iu la ra
it
is
Tntr E' ~i arborele urbinei, care antreneaza generatoru ~i lu ra it ri im lo care
r,
putere
la
rele
independen de unghiu o.
_-
--:Xd
-I-Xt
linii, In unctul
)lll
re ~J
16
scurtcircuitului trifazic).
avan un decala
rb
vi
AMat2-1
Stabilitatea functionarii sistemelo electroenergetice
st pr ze tata latura ri nghi lu re ulta di Reactanta dintre E' ~i stelei create prin producerea scurtcircuitului trifazic - (
r+
tr ns ig rare (14)
00
s:
ca urmare
(15)
Sinu
av
lo re av
ro ec ia pr prie
liniei ef ct 'd §i
devine: este reactant
unde
'd
'd
aracteristic
§i
de putere dupa vari DA
E'
stabili
s:
(16)
Slnu
OA
conditiile revina la
functionar
dupa
stabila.
li
ra
rt
ra
le
(dreapta P = O )
av
punctul b, i§ rn
la
carnput statoric.
rn
ru
it
ru
ln momentul
elirni arii defect lu punc ul punctu
nghi
tinqan
ec la
rarnan acel si
ic
rotati acurnulan arie de accelerare
energi
valo re
e. re in ca za in rtie ro oarelor.
in i. sc de Scader
cinetica suplirnentar
ro le ghiulu
proportional
cu suprafat
OA
f(o) In
Incep nu lncepe din In
abed nurnita
ic
17
AMat2-1
Stabilit te
unctionari
sistem lo
el ctroenergetice accelerati
f(o)
care
(unghiul ju ge la O f ) . Punctul se stabileste aria de accelerare Aria
de
na
stfe incat aria defg
abed,
energia c o n s u m a t a
sp ez nt
in
perioada
cand
puterea electrica
accelerare. In punctu f,
re
io ra
ri
rmin nc
sa scada. i,
lo re
la
re
i.
stabileste In punctu i. tnla urarea defectului regimu de fu ctio ar accelerare abed ract ri ca franeze, pu ct
ri function re
atinqand valoarea abed, necesitand Revenire
la
deasupra dreptei
redeve it stabil
su ra
defg
eplasandu-se spre punctu
it
li ct lu pe (puterea electric debitata function re stabil
abe'd',
oc),
il
ce
lnla ra
lera
deconectate de protectie. ca ici) cu at
in st ma asiqurat stabilitat
dina ica. stabifitatii dinamice
stabilitatea dinamica.
c. si
se
Stabilitatea functionarii sistemelo
AMat2·1
electroenergetice
re
IlfIet3ig'U.~ V 8 6 i f l B t a t f B
D i r e l o r , o u p a lntr~rupatoruJ 13
produc scurtcircuite:
US" ct
L·
la parnant: L-2
J,
Sc
Ie chival
te coresp
ca uril
de sc rtcirc it
za oare
cest
obti reac antele
ti ur
chival
sc rtcirc it
te
intr
'd ~i
su
repr zentat in legatura
s, astfel:
(3
......
c)
a)
p)
x·
la sc trifazat X~3) la
00
bi az t· X(2)
(X'd+XT)X
X.
X(2+ ed
la sc monofazat: X(1+ ed
)+
X.X
)X Ii
(X' i+
19
AMat2-1
Stabilitatea functionarii sistemelo electroenergetice
Expresia caracteristici de pu er
functi de natura scurtcircuitului E'
(3
re forma: (17)
Sin
(3
Xe
bitazat
II
un
ma
p(2~/))
'd
=:
X(2+p)
(18)
sinS
(19)
bifazat:
(20) omparand X;3)
X;2)
xpresiil X;2+P)
reactant lo echivalent ~i deci
X;I+P)
putere corespunzatoar
p;I+P)
le scurtcircuit lo analizat
p(2+p)
p(2)
rezult ca
p(3)
lntre el caracteristicile de
fiecarui ti de scurtcircuit In parte.
Po=P
(figur 17). sc rt rc it
accelera energi ~i ax 08. ca
curt
if
(P=o)
In a(3) cc lerare iind ro orti nala cu supraf ta cuprinsa lntre dreapta
cuit
re
ri ca
su
In
co diti ma bune de asigurar rc
ii
a(2+p)
ai mica ecat In cazu scur circuitulu
(2+ );
caract ri 90°.
it re
este
rn
rifaza
stabilitatii dina ice.
if re re
deci unghiu tde repr zi ta conditii ma usoare entinere
st bilitatii.
re
de
st
da deasupra
St
ilitatea function ri
sist
lo
AMat2-1
lectro nerg tice
scurtcircuitului monofaza entr care cara teristic
ln
k,
putere
ar valoarea (1+ avand
in a(1+p) ia su rafata de
rI~~""":--~..,.L--'\-"""
I',c (2+,).:
'zlo}
cc lerare
mica decat
in arie Pm),
conditiilo de stabilitate. succ si
iferit
ip ri
sc rtcirc it pe tr asig rare
ifazat sc rtcirc itul
2.3.1. Reducere
of za pr zent
durate
cele
st
ilitatii
inamic
cele
rele
ai soar conditii
scurtcircuitului
aliz stabilit ti di amice, rnasur ce
eficac
re
li
fi user rnentinuta
gu
monoiezetii sau triiezete re ar le un
sist
tere infini
la
re
ri do
ib li ii
ir
interconexiu e.
In principiu R A R M si R A R T consta ln urrnatoarel etape: ap ri ia sc rtcirc it lu respective
on faza sa
tntrerupatoarelo
scurtcircuitulu polifazat
/1
ri az
in
nctu K;
~i In
cazul
21
AMat2-1
functionarii
secunda, RAR; dupa
reanclanseaza
elemente
R AR T scurtcircuitului).
(inainte de apariti
deconectat faza sltuatla functlonars norrnala
Daca
functiune ~i reanclansare
rarnane in
se consider
I,
toarelor elementulu avariat. at
pu
de functionare P m > P
rotoarel
generatoarelor se accelereaza, Pentru
-r~~~~~~P~
d,~' Figura 20
a)
ne
a,
de
b)
(curba dupa avar e) Unghiu continua lncep nt uu
un 8'2,
on
pe urba de functionar
no rnal la acelas ungh 8' ~i franarea
suprafata de accelerare unghiului
8'2,
at
praf de up
ar
up af
de
f), se
Stabilitatea functionarii sistemelo
AMat2-1
electroenergetice
mare ( b ' 1 )
);
it 2.3.3. Fortarea excitatiei generatoare/or
(figur
fortar
21).
excitatiei
curentul ominal de excitati ), ceea ce deterr in valoarea d1 Se ob in
stfe
ou caracteris ic
crestere
tensiu ii el ctromotoar
Edo
putere (FE)
b'
ra
is ic
la
accelerare (punctul d'). Suprafat ma
01
na
de accelerare abb'a'
are.
b'b"cc',
ec ilibreze
In cazu fortarii excitatiei
igur
21
stabilitatii dinamice.
ai mica
la
