PHẦN I I: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA LƢỚI ĐIỆN THIẾT KẾ
CHƢƠNG 9: TÌM HIỂU VỀ ỔN ĐỊNH 9.1 Định nghĩa ổn định của hệ thống điện
9.1 Định nghĩa ổn định của hệ thống điện
Ổn định của hệ thống điện là khả năng của hệ thống khôi phục lại chế độ làm việc ban đầu hoặc gần ban đầu sau khi bị các kích động nhỏ hoặc kích động lớn.
Các kích động lớn tuy xảy ra ít nhưng có biên độ lớn. Các kích động này xuất hiện khi: + Cắt hoặc đóng đột ngột các phụ tải lớn.
+ Cắt đường dây tải điện hoặc máy biến áp đang mang tải. + Cắt máy phát điện đang mang tải.
+ Ngắn mạch các loại.
Trong các loại ngắn mạch thì ngắn mạch ba pha nguy hiểm nhất, mặc dù ít xảy ra (chiếm 5-10% trong tổng số các loại ngắn mạch) nhưng nó làm cho mối liên hệ giữa nhà máy điện và phụ tải, giữa các nhà máy điện với nhau hoàn toàn gián đoạn, giảm công suất cực đại làm cho các máy phát điện dao động mạnh. Do tính nguy hiểm đối với hệ thống của ngắn mạch ba pha nên ổn định của hệ thống điện được xét cho trường hợp sự cố này.
Trước khi xảy ra kích động lớn, máy phát điện làm việc trạng thái xác lập, roto của các máy phát điện quay với tốc độ đồng bộ do có sự cân bằng giữa công suất cơ học của tuabin PT và công suất điện Pđ do máy phát phát ra.
Khi xảy ra ngắn mạch sự cân bằng công suất cơ điện bị phá hoại lớn, trong máy phát điện sẽ xuất hiện quá trình quá độ cơ điện dẫn đến sự dao động góc quay tương đối của roto và từ trường phần tĩnh theo thời gian. Do vậy nghiên cứu ổn định động của hệ thống điện là nghiên cứu sự di chuyển tương đối của δ trong quá trình quá độ cơ điện của máy phát, xuất phát từ giá trị ban đầu δ0 (khi t=0). Nếu hệ thống có ổn định thì sau thời gian t nào đó, sau khi bị kích động góc δ(t) sẽ trở về giá trị ban đầu δ0 hoặc gần δ0, tức hệ thống có ổn định. Ngược lại nếu góc δ(t) tăng lên thì hệ thống sẽ mất ổn định.
Nhiệm vụ của tính toán ổn định động là xác định thời gian cắt giới hạn để hệ thống có ổn định động khi ngắn mạch ba pha trên đầu của một trong hai đường dây nối giữa hai nhà máy. Khi xác định được thời gian cắt chậm nhất, từ đấy ta sẽ chỉnh định rơ le bảo vệ. Nếu thời gian mà rơ le bảo vệ cắt sớm hơn thì hệ thống sẽ ổn định, nếu muộn hơn thì hệ thống sẽ mất ổn định.
Nhiệm vụ của tính toán ổn định động là xác định thời gian cắt giới hạn để hệ thống có ổn định động khi ngắn mạch ba pha trên đầu của một trong hai đường dây nối giữa hai nhà máy. Khi xác định được thời gian cắt chậm nhất, từ đấy ta sẽ chỉnh định rơ le bảo vệ. Nếu thời gian mà rơ le bảo vệ cắt sớm hơn thì hệ thống sẽ ổn định, nếu muộn hơn thì hệ thống sẽ mất ổn định. Trong đó:
∆M: Mô men thừa trên trục roto, xuất hiện khi máy phát bị kích động và sự cân bằng bị phá hoại, (kg.m).
∆M = MT - Mđ MT : Mô men tuabin.
