150 likes | 311 Views
Systemstabilitet Innledning. Høgskolen i Agder Grimstad ENE 202 – våren 2006. System og Stabilitet. System: En gruppe dynamiske komponenter (f.eks generatorer) som er sammenvevd av passive komponenter (f.eks linjer og kabler)
E N D
SystemstabilitetInnledning Høgskolen i Agder Grimstad ENE 202 – våren 2006
System og Stabilitet • System: En gruppe dynamiske komponenter (f.eks generatorer) som er sammenvevd av passive komponenter (f.eks linjer og kabler) • Stabilitet er Kraftsystemets evne til å returnere til stabile forhold etter en stor eller liten driftsforstyrrelse (samme tilstand eller en ny stabil tilstand)
Hva er det som svinger? • Rotor • Frekvens, spenning, strøm, effekter
Hva er det som svinger? • Rotor i forhold til det roterende feltet fra stator • Vannet i tilløpstunnellen • Trinnkoblere på transformatorer • Regulatorer • Motorer og andre belastninger
Komponenter i en stabilitetsanalyse • Generatorer • Linjer/kabler • Belastninger • Aktive som f.eks asynkronmotorer og tyristorstyringer • Passive som lys og varme • Turbinregulatorer • Spenningsregulatorer
Begreper • Stabilitet: • Holde synkronismen (betinger mer enn en synkrongenerator) • Overføringsgrense mhp stabilitetsforhold • Dynamisk grense menes den høyeste overføring før dynamisk stabilitet mistes • Transient grense menes den høyeste overføring før en krafting driftsforstyrrelse kan få systemet ut av synkronisme
Ustabilitet • Ustabilitet: Når en synkrongenerators rotor får mer enn sin kritiske vinkeldreining i forhold til systemet, vil den magnetiske koblingen mellom rotor og stator glippe • Rotoren vil ikke lenger holdes i synkronisme av det roterende feltet som settes opp av stators strømmer • Rotor roterer relativt til det roterende feltet og vi får ”slipping” • Hver gang rotorvinkelen passerer området for synkrondrift, vil rotoren bli forsøkt holdt fast i synkronisme
Frakobling • Vanligvis vil en generator som har mistet synkronismen bli frakoblet fra systemet • Generatoren kan også fortsette å fungere som en asynkrongenerator før den igjen kommer inn i synkron drift • En asynkron drift betinger at systemet er sterkt nok til å forsyne reaktiv effekt til generatoren
To hovedformer for ustabilitet • Synkrongeneratorer som mister synkronismen • Stasjonær stabilitet (dynamisk) • Transient stabilitet • Asynkrone motorlaster som stopper (spenningsstabilitet)
Stasjonær stabilitet (dynamisk) • Systemets evne til å holde seg stabilt i forhold til små endringer som f.eks endringer i last eller produksjon, eller utkobling av linjer • Når impedansen mellom produksjons punktene og belastningspunktene endres • En relativt treg prosess • Løses vha lineære differensiallikninger
Transient stabilitet • Har med store og plutselige endringer å gjøre som f.eks etter en kortslutning i systemet • En rask prosess der utfallet er avgjort innen ett sekund • Vanligvis er det transiente stabilitets forhold (og ikke stasjonære) som er begrensende for hvor mye kraft som kan overføres i systemet • Løses vha ulineære differensiallikninger koblet med ulineære algegraiske likninger
Tidsaspektet • Med en rask prosess mener vi det som skjer raskere enn de normale tidskonstantene til turbin- og spenningsregulatorer • Med en treg prosess mener vi en prosess der turbin- og spenningsregulatorene har fått tid til å virke
Spenningsstabilitet • Når spenningen til asynkronmotoren faller under en kritisk grense, kan de bli ustabile og stoppe • Dette er kjernen i spenningsstabilitet • Mer statisk kompensasjons utstyr tilkoblet nettet har gjort spenningsstabilitet mer aktuelt enn tidligere
Formel for levert effekt • En generator som produserer over en reaktans mot en uendelig samleskinne vil ha følgende formel for levert effekt: