Mavzu 14: Energosistemalarda chastota kuchkisi va uni bartarif etish choralari

Mavzu 14: Energosistemalarda chastota kuchkisi va uni bartarif etish choralari
CHastotani uzgartirish va rostlashning umumiy
xarakteristikasi
Elektr sistemasining yuklamalari, shinalardagi kuchlanish va sistema chastotasiga botik, bulgan aktiv va reaktiv quvvatlar bilan ifodalanadi. Aktiv quvvatlar balansi butun sistemada chastotaning stabilligini, reaktiv quvvatlar balansi esa elektr sistemasining tugunlaridagi kuchlanishlarni belgilaydi.
Elektr sistemasi xolatining parametrlari berilganda turbinaning quvvati fakat tarmok, chastotasiga boglik, buladi va shu sababli, generatorning elektromagnit quvvati xam chastotaga bog`ik buladi, ya’ni P=φ(f). Ammo iste’mol qilinayotgan aktiv quvvatining uzgarishi fakatgina chastotaning uzgarishigagina emas, balki kuchlanishning uzgarishiga xam olib keladi, chunki bunda generatorlarning E.Yu.K. ham o`zgaradi. SHu bilan birgalikda sistemaning hamma shaxobchalaridagi reaktiv qarshiliklar, aktiv va rekativ quvvatlar balanslari ham uzgaradi. Masalan, iste’molchilarning aktiv quvvati oshsa yoki generatorlarniki kamaysa, u holda chastotaning kamayishi kuzatiladi. Bu chastotaning kamayishi, albatta, balansning tiklanishiga olib keladi: birinchidan shinadagi kuchlanishning pasayishi yuklamalar iste’mol qilayotgan aktiv quvvatning kamayishiga olib kelsa, ikkinchidan, birlamchi motorlarning tezlik rostlagichlari turbinaga kiruvchi bug` yoki suv miqdorini oshiradi. SHu sababli, sistemaning aktiv quvvati oshadi va balans tiklanadi.
Demak, vaqtning har qanday lahzasida parallel ishlayotgan generatorlar shunday aktiv quvvat ishlab chikarishlari kerakki, bu quvvat iste’molchilarning quvvatiga teng bulib, bunda tarmoq elementlaridagi isroflarni xisobga olgan xolda quyidagi balans bajarilishi lozim:
(6.1)
Bu erda: -elektr sistemasi ishlab chiqarayotgan quvvat; - yuklamalar iste’mol qilayotgan quvvat; - umumiy quvvat isrofi; - iste’mol qilinayotgan natijaviy aktiv quvvat.
Aktiv quvvat balansining buzilishiga va chastotaning o`zgarishiga generatorlaring uzilishi, quvvatning oshishi, elektr uzatish liniyasining uzilishi sabab bo`lishi mumkin.
Generatorlar ishlab chiqarayotgan aktiv quvvatni yuklama quvvatiga moslashtirish turbinaning tezlik rostlagichi yordamida amalga oshiriladi. Bunda rostlash turli xil qonunlar asosida amalga oshiriladi: astatik, ya’ni tezlik (chastota)ning boshlang`ich qiymatiga qaytish orqali va statik, ya’ni tezlik (chastota)ning boshlang`ich qiymatidan farqli qiymatlarga qaytish orqali. Ikkinchi holatda bo`lib, bu erda -boshlangich chastota, f-ayni paytdagi chastota (6.1-rasm). Odatda rostlagichning statizm koeffitsienti deb atalib, chastota o`zgarganda aktiv quvvatning taqsimlanishida agregatning qatnashish darajasini harakaterlovchi quyidagi munosabatdan aniqlanuvchi parametr ko`riladi:
(6.2)
Zamonaviy turbinalar uchun bu koeffitsientning kiymati 3÷6% oralig`ida o`zgaradi.
CHastotaning ogishi normal holatlarda ±0,2 Gs va maksimal holatlarda ±0,4 Gs gacha ruxsat etiladi. Avariyadan keyingi xolatlar uchun u ±0,5 Gs dan ±1 Gs gacha (umumiy vakti bir yilda 90 soatgacha) bulishi mumkin.
Ta’kidlash lozimki, astatik rostlash yakka holda kam qo`llaniladi, chunki yuklama quvvatining taksimlanishi noaniq bo`ladi va chastotaga bog`liq bo`lmaydi (masalan, quvvat Р0H dan Р1H gacha o`zgarganda chastotaning qiymati o`zgarmaydi 6.1-rasm, b).
6.1-rasm. CHastotani rostlash konunlari: a) statik, b) astatik.
Rostlashning statik qonuni generator ishlab chiqarayotgan quvvat va chastota orasida qat’iy bog`liqlikni ko`rsatadi. Quvvat Р0H dan Р1H gacha uzgarganda chastota , ga kamayadi. Tezlik rostlagich faqat quvvatni oshiradi, chastota esa o`zining boshlang`ich qiymatiga ham tiklanmaydi. SHu sababli, bunday rostlash birlamchi rostlash, esa rostlashning qoldiq, tengsizligi deyiladi.
CHastotaning bu farqi ikkilamchi rostlash yordamida bartaraf etiladi. Elektr sistemasidagi bitta yoki stansiyalar guruhida chastota rostlagich o`rnatiladi va u chastotali balanslash, ya’ni chastotani rostlash vazifasini bajaradi.
6.2-rasmda har xil statizm koeffitsientlariga ega bulgan ikkita generator uchun statik xarakteristikalar keltirilgan. yuklamaning ular orasidagi taqsimlanishi statik xarakteristikalarga muvofiq, ya’ni ularning statizm koeffitsetlariga teskari proporsional ravishda, amalga oshadi. Statizm koeffitsienti qancha katta bo`lsa, generator uzatayotgan quvvat o`zgarish shunchalik kichik va aksincha bo`ladi.
CHastotani boshlang`ich holatgacha tiklash uchun xarakteristikani uziga parallel kilib gacha siljitish lozim, bu aylanish tezligini uzgartiruvchi mexanizmi (ATO`M) yordamida amalga oshiriladi.
6.2. Chastotani bitta elektr stansiyasi yordamida rostlash
Misol keltiramiz. CHastota bo`yicha balanslanadigan stansiya boshlang`ich paytida , qolgan stansiyalar esa PC1 quvvatni beryapti deylik. Sistemaning umumiy yuklamasi
(6.3)
Yuklama quvvatining ortishi natijasida chastota f0 dan f1 gacha kamayadi. Agarda bu yuklama sistemaning hamma generatorlari tomonidan qabul qilinsa, u holda chastotani rostlovchi stansiyaning quvvati gacha, qolgan stansiyalarniki esa gacha ortadi, ammo bunda chastota f0 gacha tiklanmaydi. Agarda bu yuklama ni chastotani rostlovchi stansiya qabul qilsa, u holda ATO`M xarakteristikani 3-nuktagacha kuchirib, bunda aktiv Quvvat balansi ta’minlanadi va chastota f0 gacha tiklanadi.
Xarakteristikaning uziga nisbatan parallel kuchishi 30÷40 s ichida amalga oshadi.
Odatda, chastotani rostlovchi agregat turbinalarining tezik rostlagichlari chastotaning ikkilamchi rostlagichlari (ATO`M) bilan ham ta’minlanadi.
Yuklama va generator quvvatlari orasidagi farq stansiya va generator tezligi orasidagi nisbiy tezlikni keltirib chiqaradi.
yoki (6.3)
Sistema chastotasiga ta’sir etuvchi umumiy yuklamaning o`zgarishi quyidagilarga bulinadi:
Tez uzgarish - bunda tezlik rostlagich ham chastota rostlagich ham ta’sir etmaydi. Ularning tebranish davri 1÷3 s, chastotaning uzgarishi ∆f=(0,01÷0,02) Gs. Yuklamaning tebranishi 0,001Pgen.
O`rtacha o`zgarish - bunda tezlik rostlagich ta’sir qiladi. Uning davri (10÷30) s, chastotaning uzgarishi ∆f=(0,1÷0,2) Gs, yuklamaning tebranishi 0,01 Pgen.
Sekin uzgarish - bu xilda tezlik va chastota rostlagichlari ishga tushadi. Uning davri 1 min dan 10 min gacha bo`ladi.
Sistema bo`ylab chastotani tenglashtirish sistemaga kiruvchi elementlarning parametrlariga bog`liq bo`ladi.
Agarda sistemada yuklama APN ga ortsa, u generatorlar orasida quyidagi munosabatga asosan taksimlanadi:
(6.5)
bundan
∆f - sistema chastotasining o`zgarishi.
Yuqorida ta’kidlanganidek, qo`shimcha quvvatlar turbina rostlagichining statizm xarakteristikasiga teskari propotsional taqsimlanadi.
Elektr sistemasining umumiy quvvatiga bog`liq, holda bir eki bir nechta generatorlar chastota rostlagich sifatida ajratiladi. Odatda, gidrogeneratorlar chastota rostlagich sifatida bo`lib, ular qo`shimcha yuklamani qabul qilib oladi va shu tariqa sistemaning chastotasini tiklaydi. Buning uchun chastota rostlagich sifatidagi agregat yoki agregatlar guruxi kuvvatni Rostlash imkoniyatiga, ya’ni kuvvat buyicha zaxiraga ega bulishi lozim. Masalan, chastotani ±0,2% aniqlik bilan ushlab turish uchun issiqlik agregatlari yuklamasining uzgarishi 3÷4% bilan chegaralanadi. Elektr sistemalaridagi chastotani rostlash masalalari sistemaning strukturasiga botik buladi. Bu struktura, uz navbatida, uch turga bulinadi:
Birinchi turga energiyaga tankis bulgan sistemalar kiradi, bunga suv omborida kunlik rostlash cheklangan gidro-stansiyalar, yukori sifatli yoki tankis yokilgi bilan ishlaydigan issiklik elektr stansiyalari kiradi. Bunday sistemalarda energiyaga tankis stansiyalar yuklama piklarini va chastotani koplash uchun kullaniladi.
Ikkinchi turga energiyaga tankis bulmagan stansiyalar kiradi, ammo uning tarkibida chastotani rostlovchi gidrostansiya-lar xdm buladi.
Uchinchi turga enegiyaga tankis bulmagan va gidrostansiyalarga ega bulmagan sistemalar kiradi. Ularda chastotani rostlash vazifasini ajratilgan issikdik elektr stansiyasi bajaradi.
|