Nghiên cứu ổn định động trong hệ thống điện

Nghiên cứu ổn định động trong hệ thống điện

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH ĐỘNG

TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

CBHD:Đỗ Nguyễn Duy Phương SVTH:Mai Văn Vũ

A.ĐỊNH NGHĨA

B.PHƯƠNG PHÁP DIỆN TÍCH

1.Tăng công suất cơ đột ngột trên máy phát 2.Ảnh hưởng thời gian cắt ngắn mạch

3.Cắt một đường dây trong hai đường dây vận hành song song 4.Ngắn mạch trên một trong hai dây vận hành song song

5.Ảnh hưởng của tự đóng lại.

C.BÀI TẬP VÍ DỤ:

D.CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỐ

1.Phương pháp Euler

A.ĐỊNH NGHĨA

• Các nhiễu lớn trong hệ thống điện thường xảy ra là:ngắn mạch,đóng cắt các phần tử trong lưới điện,tăng giảm tải đột ngột.hệ thống điện khi đó cần phải chuyển từ chế độ xác lập ban đầu sang một chế độ xác lập mới

• Nghiên cứu ổn định động là nghiên cứu khả năng của HTĐ khôi phục lại chế độ làm việc ban đầu sau khi bị các kích động lớn

B.PHƯƠNG PHÁP DIỆN TÍCH

– Hệ thống ổn định nếu phần diện tích dương bằng phần diện tích âm.Sau đây sẽ khảo sát một vài áp dụng của tiêu chuẩn diện tích

1.Tăng công suất cơ đột ngột trên máy phát

• Tại a :Pcơ>Pđiện từ,roto tăng

tốc và tốc độ w>tốc độ đồng

bộ w0

• Tại b:Pcân bằng,nhưng tốc độ

w>w0 nên tiếp tục

tăng.sau điểm b,Pa<0 bắt đầu

hãm tốc

• Tại c:Stt=Sht và w=w0,do tại

c không cân bằng P nên

bắt đầu giảm.sau vài dao

động,góc sẽ đạt giá trị và

MF làm việc ở điểm cb mói b

δ

δ

b

δ

1.Tăng công suất cơ đột ngột trên máy phát (tt)

• Nếu tăng Pcơ đến Pt2 sao cho

Stt=Shtmax(Sbcf)

• Tại f:Stt=Sht,w=w0,và có sự

cân bằng p nên f là điểm làm

việc mới và là điểm làm việc

không ổn định tĩnh,chỉ có

nhiễu nhỏ là không thể

quay về vị trí ban dầu

.trường hợp này là ranh giới

ổn định

δ

f

δ

1.Tăng công suất cơ đột ngột trên máy phát (tt)

• Nếu Pcơ tăng tới Pt3 sao cho

Stt>Sht

• Tại f:do NL tích lũy trong

quá trình tăng tốc chưa tiêu

tán hết nên w>w0,quỹ đạo

theo hình mũi tên

• Khi đó P<Pt3 nên rôto tiếp

tục tăng tốc và hệ mất ổn

định

• Vậy đk để hệ ổn định là:

Stt=Sht

2.Ảnh hưởng thời gian cắt ngắn mạch

• khi ngắn mạch 3 pha xảy ra ở

đầu đường dây 2 nên có thể coi

Pđiện từ giảm đến 0(điểm b)và

rôto bắt đầu tăng tốc

• Tại c:cắt ngắn mạch

• Tại d:P>Pt,w>w0, do đó còn

quán tính nên tiếp tục tăng,song

do Pa<0 nên rôto bắt đầu hãm

tốc

• Tại e:Stt=Sht,w=w0,nhưng chưa

có sự CBCS và Pa<0 nên tốc độ

tiếp tục giảm, trở về điểm a

δ

δ

2.Ảnh hưởng thời gian cắt ngắn mạch (tt)

• Giả sử máy cắt tại góc

sao cho Stt=Shtmax thì

tương tự ta sẽ có tình trang

ranh giới ổn định.nếu cắt

trể hơn(ứng với góc cắt lớn

hơn )thì hệ sẽ mất ổn

định.

• =?

• Suy ra

cgh

δ

cgh

δ

cgh

δ

cgh

a

a

= −

cgh

δ

3.Cắt một đường dây trong hai đường dây vận hành song song

• Ban đầu:

• Sau khi cắt đường dây số 2:

• Tại b:Pcơ>Pđiện từ,rôto tăng tốc

• Tại e: Stt=Sht và w=w0,tuy nhiên

Pdiện từ>Pcơ nên tiếp tục giảm tốc,

giảm và trở về giá trị (ứng với

điểm c)

'

max

L L d

E U

X X X

+ +

'

max '

1

E U

+

max

'.

sin

L L d

E U

X X X

δ

+ +

4.Ngắn mạch trên một trong hai dây vận hành song song

• Đặc tuyến công suất trước sự cố:

• Trong khi có sự cố:

• Sau khi cắt sự cố(ứng với )hệ thống còn 1 đường dây vận hành:

• Stt=Sht tại e nhưng do Pdiện từ >Ptuabin nên tốc độ giảm dưới tốc độ

đồng bộ, giảm và quỹ đạo trở về phía điểm g

'

max 12

'

max 12

II

E U

c

δ

'

max '

1

E U

+ δ

4.Ngắn mạch trên một trong hai dây vận hành song song (tt)

• Nếu e trùng với f ta có giới hạn

ổn định

• Nếu tới điểm f mà Stt không bằng

Sht thì sẽ không có ổn định

• =?áp dụng tiêu chuẩn diện tích:

• Xét trhợp ngắn mạch 3pha đầu 1

trong 2 đường dây thì =0

cgh

δ

0

cgh

180 cos

P P

−

II

P

0 max

cos

III

P

5.Ảnh hưởng của tự đóng lại(tt)

• Xét trhợp ngắn mạch 1pha trên 1

trong 2 đường dây vận hành song

song

• Khi có ngắn mạch Pđiện từ là và

sau khi ngắn mạch là

• Giả sử do cắt trễ nên

Sabcc’>Sdec’ hệ sẽ mất ổn định

• Nếu có trang bị tự đóng lại thì tại

thời điểm tương ứng f sẽ phục hồi

lại Sht max tăng và

Sc’dfkg>Sabcc’ hệ ổn định

II

P

III

P

⇒

I

P ⇒

⇒

Bài tập 1

cho hệ thống như hình trên.trước sự

cố máy phát công suất bằng 1

giải 1-Tước sự cố:

Công suất điện từ:

Góc là:

2-trong sự cố:

3-Sau sự cố:

(3)

1.2*1 sin 2.3sin 0.522

I

0

δ

0

1 sin 25.77 0.45( ) 2.3

δ = = =

0

II

P =

0.25 0.5 0.05 0.8

III

1.2*1

0.5*0.4 0.25 0.05 0.522 0.5 0.4

I

X = + + =

+

Bài tập 1(tt)

• Diện tích tăng tốc:

• Diện tích hãm tốc:

• Cho:

1 T( cgh 0 ) cgh 0.45

A =P δ − δ = δ −

max

max

2 ( max sin ) 1.5cos (2.41 )

cgh cgh

III

δ

δ δ δ

1.5cos δcgh δcgh 1.293

= + −

0

1 2 cgh 55.8

A = A ⇒ δ =

Cảm ơn thầy và các bạn đã theo dõi