1

Тема: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Предлагаю перенести дискуссию по LFO (низкочастотные колебания) в новую ветку, чтобы не "засорять" тему АОПЧhttps://rzia.ru/uploads/images/84/02c859c16c60ee1f61a65a473857a90c.png https://rzia.ru/uploads/images/84/02c859c16c60ee1f61a65a473857a90c.png

2

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Вы так и не хотите прочитать статью, которую я "выкладывал"... Попробую помочь:
Вот что написано:https://rzia.ru/uploads/images/84/7e8584b953b2e39e6177cf160fd88d6e.png https://rzia.ru/uploads/images/84/7e8584b953b2e39e6177cf160fd88d6e.png
В переводе:Низкочастотные колебания (изменения) (LFOs) скорости вращения  ротора традиционных синхронных генераторов(SGs) могут длиться достаточно долго из-за слишком небольшого "демпфирующего" момента, особенно если генераторы оборудованы статическими возбудителями и системой АРВ.  АРВ изменяет ток в обмотке возбуждения. Это противодействует наводимому току в демпфирующей обмотке и, соответственно, ухудшает процесс демпфирования[5,6].

3

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Что фиксируют датчики виброскорости - я сказать не могу... Предполагаю, что колебания (изменение скорости) достаточно плавные и незначительные. Какая дискретность этих датчиков - не знаю. Может что-то и регистрируют, но в пределах погрешности или длительность колебаний незначительна...
Чтобы эти колебания привели к какой-нибудь аварии, должно быть наложение определенных факторов, как например в аварии в Приморье в 70-х годах (скорее всего некорректная настройка АРВ). Но это все - предположения...

4

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Conspirator писал(а):
2024-10-04 12:44:00

Вы так и не хотите прочитать статью, которую я "выкладывал"... Попробую помочь:
Вот что написано:https://rzia.ru/uploads/images/84/7e8584b953b2e39e6177cf160fd88d6e.png https://rzia.ru/uploads/images/84/7e8584b953b2e39e6177cf160fd88d6e.png
В переводе:Низкочастотные колебания (изменения) (LFOs) скорости вращения  ротора традиционных синхронных генераторов(SGs) могут длиться достаточно долго

Вы не правы. не то, что не хочу. а просто не понимаю, как это работает - низкочастотные колебания (изменения) (LFOs) скорости вращения  ротора. Эти самые "колебания скорости" они как действуют на вал ротора, который сочленен с турбиной или вообще никак не действуют?

5

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Попробую объяснить, как я это понимаю (по "рабоче-крестьянски", без моделирования и формул)...
Происходит возмущение в энергосистеме (наброс, сброс нагрузки, КЗ и т.п.). Генератор (система АРВ) пытается "компенсировать" это изменение и привести систему в равновесие и дает управляющее воздействие. Система (генератор+турбина) имеет момент инерции, происходит увеличение или уменьшение вращения, но не скачком, а более медленно. По достижении баланса управляющее воздействие снимается, но за счет "инерциальности"  (большой массы) точка равновесия "проскакивается", но уже в другую сторону. Теперь необходимо "обратное" воздействие, но меньшей величины. Ну и так продолжается несколько раз, то есть волнообразные изменения скорости ротора (электромагнитного поля), представляющие собой низкочастотные колебания (LFO).
Обычно они затухающие, поэтому внимания не привлекают (при правильной настройке АРВ). При наличии СЭС, ВЭС этот момент инерции становится маленьким (нет вращающихся массивных частей, а тоько управляющие тиристорами контроллеры), поэтому возможны, назовем так, "незатухающие" или длительные LFO, что уже не очень хорошо. У нас этих  ВЭС,СЭС мало, да мощность системы велика по сравнению с этой генерацией, поэтому проблемы пока не видим. Но это не значит, что она не появится...

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Похоже ли это на низкочастотные колебания? Связь ВЭС с энергосистемой....https://rzia.ru/uploads/images/84/6b09e78e302a710c6e7c11d9e33f43bd.png https://rzia.ru/uploads/images/84/6b09e78e302a710c6e7c11d9e33f43bd.png

7 (2024-10-07 02:39:47 отредактировано ПАУтина)

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Lekarь писал(а):
2024-10-04 16:27:11

Вы не правы. не то, что не хочу. а просто не понимаю, как это работает - низкочастотные колебания (изменения) (LFOs) скорости вращения  ротора. Эти самые "колебания скорости" они как действуют на вал ротора, который сочленен с турбиной или вообще никак не действуют?

В нормальном режиме или, скажем в идеальном, колебаний тока и напряжения кроме стационарных синусоидальных с частотой 50 Гц не существует - это Вам понятно!
Далее Вам знакомо понятие гармоники - это такие же синусоидальные колебания тока и напряжения, но с кратной основной частоте - 100, 150, 200 Гц ..., имеющие существенно меньшую амплитуду, накладываются со основную, могут быть собственно в любом составе, поэтому суммарный сигнал может существенно искажаться...
А вот теперь возьмём и пойдём с другой стороны  (Lekarъ, предлагаю пойти вместе!).
На идеальный синусоидальный процесс накладываются гармоники, частота который на несколько порядков больше, скажем частоты - 0,2 ... 0,05 Гц
или Вам сложно представить, что такие "низкочастотный колебания" вообще?  - это колебания, частота который существенно меньше чем основная 50 Гц, поэтому их и называют "низкочастотными", Это понятие для энергетиков!
Для радио есть своя шкала радиосигнала - низкочастотный - это вообще сотни килогерц! А диапазоны частот для ВЧ-связи?! название одно, а диапазоны разные...
Каково примерно значение этой низкой частоты?! Давайте возьмём известное всем значение  статизма. Из требований  НД по участию ....  3...6 %/мин. Возьмём 6%/мин. или 0,1%/c. совсем ничтожно!
пусть мощность нагрузки изменилась (или генерация в соседней станции или ЭС) на 10% - это же не много (это значительно меньше чем по требованиям СУ)! Каково время восстановления баланса - 1 с, так?! При восстановлении мощности или ликвидации небаланса, естественно происходят изменения всех режимных параметров напряжений, токов и пр. , а как иначе их значения замрут что ли???
Допустим, генерация восстановила баланс, а мощность обратно изменилась на 10% и т.д. ... получаем, что будут циклические изменения генерации и нагрузки с периодом 0,05с с или 1/1 = 1ГЦ, т.е. низкочастотные колебания ....  но изменения небаланса значительно большими 20...30 % и тогда соответственно ....

Можно и по другому, Вам наверняка всё же известно, что такое АР! А собственно он из-за чего происходит? и есть даже понятие установившегося АР! Нет важна не причина, а важно, почему он может быть ликвидирован только и только разделение  несинхронноработающих частей ЭС или генераторов станции на обособленные части? А?
Да причина проста: основное оборудование за счёт инерции роторов и  турбин, а так же приобретённого индивидуального асинхронного момента уже ни как не могут синхронизироваться - у них скорости вращения разные, а все системы регулирования при АР не способны хоть как-то повлиять на это в нужном направлении (время регулирования АРВ - 0,3 с или грубо период установившегося АР). Считается, что максимальное значения периода АР - 1,8...2,5 с., а минимальное (обязательно наличие 0,3 ... 0,15 с, т.е. это колебания от 1/2,5 до  1/0,15 = 0,4... 7Гц. А теперь представим и опять же без первопричины, небаланс появился, а одна из систем регулирования стала работать не адекватно (просто она запаздывает), т.о. в принципе не может восстановится баланс или он восстанавливается только в очень коротки промежуток времени, например типа как остановившиеся часы только раз в сутки показывают точное время... ну и совсем уж чуть-чуть - эти циклы могут происходить с периодом большим чем АР, т.е. 5...10 с или соответственно - 0,1 ... 0,2 Гц....



" .... они как действуют на вал ротора, который сочленен с турбиной или вообще никак не действуют?"
и ещё один момент! детерминация - что причина, а что следствие?!

"Последней каплей в катастрофе" как правило может быть какой-либо даже самый маленький внешний не баланс, но колебание - это не какое-то внешнее дьявольское воздействие с неограниченгой энергией - это именно неадекватная реакция самой ЭС или её генераторов, всё жёстко и пропорционально, а чаще не линейно взаимосвязано: обороты , частота , мощности , напряжения и токи ..., хоть что-то одно изменилось оно "тащит" все остальные параметры за собой!
А может наоборот слегка торционный удар чуть притормозил турбину, т.е. её вал, чуть уменьшил скорость, т.е уменьшилась и частота генератора, или вообще возникли торционные колебания, которые естественно отразятся даже и на амплитуде напряжения в вашей розетке...

Например генераторы Бурейской ГЭС долгое время работали с мощностью выше 65...75%, так как при меньшей мощности возникала вибрация, но каждый раз при включении или отключении нужно было проходить эту зону, так вот если были бы внешние наложения при таких переходах .....

8

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Conspirator писал(а):
2024-10-05 08:47:45

Похоже ли это на низкочастотные колебания? Связь ВЭС с энергосистемой....https://rzia.ru/uploads/images/84/6b09e78e302a710c6e7c11d9e33f43bd.png

мало информации... нет токов!
показаны колебания напряжений, амплитуды одинаковые (масштаб почему-то разный), если период 1 с, то это АР, однако почему-то разные фазы макс. и мин. колебаний фаз, возможно наложение несимметричног КЗ и АР...

9

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Вот осциллограмма. Схему объекта я уже в одной из тем выкладывал. Отключение В-35 трансформатора связи с ЭС. Нейтраль Т заземлена через резистор 100 Ом. Поищу результаты анализа события. Если интересно, могу "выложить". Как я понимаю, "колебания" есть и до аварии (на стороне 35кВ). Связано, скорее всего, с полупроводниковыми преобразователями самих агрегатов ВЭС

Post's attachments

25.06 отключение.7z 6.11 Мб, 8 скачиваний с 2024-10-07 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

10 (2024-10-07 08:55:35 отредактировано Lekarь)

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

ПАУтина писал(а):
2024-10-07 02:33:20

 
Допустим, генерация восстановила баланс, а мощность обратно изменилась на 10% и т.д. ... получаем, что будут циклические изменения генерации и нагрузки с периодом 0,05с с или 1/1 = 1ГЦ, т.е. низкочастотные колебания ....  но изменения небаланса значительно большими 20...30 % и тогда соответственно ....

когда идет изменение генерации, например включение и отключение, как вы говорите 10 % нагрузки,  регулятор тока возбуждения, поддерживает не частоту вращения, а потокосцепление, чтобы ротор не убежал и не начал тормозиться. При этом полезная энергия находится в бочке ротора, а не в обмотке возбуждения. И энергия запасенная или наоборот запасаемая вращающимся ротором, поддерживает баланс ровно столько времени. сколько энергоносители типа пара, ветра или воды, будут вливаться или наоборот уменьшаться для сохранения баланса. И пусть в синусоиде появятся, какие-то, выплески или впадины. вопрос остается - с энергоносителем , например с паром и ротором турбины, что происходит - тоже возникают колебания?

ПАУтина писал(а):
2024-10-07 02:33:20

Например генераторы Бурейской ГЭС долгое время работали с мощностью выше 65...75%, так как при меньшей мощности возникала вибрация, но каждый раз при включении или отключении нужно было проходить эту зону, так вот если были бы внешние наложения при таких переходах .....

Насколько понимаю это для многих ГЭС так должно быть потому, что при уменьшении потока воды, лопасти оказываются частично в воздухе, а частично в воде и там происходят совсем нехорошие механические и гидравлические процессы, когда на одну лопасть одно количество воды льется, на другую лопасть другое количество. Этот небаланс вызывает механические смещения и колебания.
А чтобы "последних капель" в катастрофах не было существуют службы режимов - основная задача которых, как раз учесть все возможные исходы событий.

Conspirator писал(а):
2024-10-04 18:21:59

Генератор (система АРВ) пытается "компенсировать" это изменение и привести систему в равновесие и дает управляющее воздействие. .

Не согласен - систему в равновесие приводят энергоносители. А АРВ создает условия (или пытается создать условия), при которых энергоносители приведут систему в равновесие. Если не будет энергоносистелей, то АРВ не нужна. разве только для работы в режиме синхронного компенсатора.

11

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Lekarь писал(а):
2024-10-07 08:42:08

например с паром и ротором турбины, что происходит - тоже возникают колебания?

Это Вы нам скажите, что происходит! Я, например, так далеко не заглядывал... Но, если предположить, что ротор турбины и ротор генератора "связаны" жестко, то и "колебаться" (изменять скорость) они будут одновременно... Меня, это, по большому счету, не сильно интересует, так как системы АРВ на вращающихся машинах с этим "справляются". А вот если перейти на СЭС и ВЭС, где нет "вращающихся" частей, то что там? Есть "момент инерции" оставшейся части энергосистемы и "выдаваемая" мощность ВЭС или СЭС. И низкочастотные колебания есть и там и там, но природа их возникновения, похоже, разная.... Или нет?

12

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Lekarь писал(а):
2024-10-07 08:42:08

когда идет изменение генерации, например включение и отключение, как вы говорите 10 % нагрузки,  регулятор тока возбуждения

причём здесь регулятор возбуждения?! меняется мощность - должен измениться поток первичного движетеля (закон сохранения кинетической энергии),  т.е. должна действовать АРС, если поток не менять, то турбина и ротор генератора либо затормозятся либо разгонятся ....

Далее для паровой турбиной тоже самое - если клапан открывается (увеличение мощности) давление падает, точнее будет уменьшение его запаса ,потому и нормируется, что не более 6% (опять закон сохранения кинетической энергии энергии, т.е поступательного движения пара и вращательной энергии турбины ), а если закрывать (уменьшение мощности), то давление возрастёт, но тоже не без предела - сработает КАСП.

далее, с паром колебания не могут возникнуть т.к. он обладает способностью сжиматься причем сильно, но конечно не как в бане под веником, все же он перегретый и гораздо более насыщенный или плотный. хотя вибрация тоже может возникнуть ...

и ещё далее
ветряки есть на асинхронизированном генератора и у них всё тоже самое как и для других...,
но в основном СЭС и ВЭС энергетически абсолютно развязаны через электронику - инвертор он работает и регулирует мощность практически мгновенно, даже КЗ отсекается ужу при токе примерно 1,2 номинального и через десятки мс, а между ними ещё должна стоять аккумуляторная батарея, которая является по сути балансирующим источником,
поэтому все колебания ВЭС или СЭС и ЭС происходят сами по себе ...

13

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

ПАУтина писал(а):
2024-10-07 13:18:14

причём здесь регулятор возбуждения?! меняется мощность - должен измениться поток первичного движетеля (закон сохранения кинетической энергии),

Как причем? У вас любая (почти любая) нагрузка изменяется включением или отключением выключателя. Время отключения выключателя пусть будет 0,05 сек. А время работы клапана и/или направляющего аппарата - единицы секунд. От момента снятия нагрузки и до создания баланса энергии пройдут единицы секунд! Если у вас было нагрузки на генераторе 50 МВт, а 10 МВт вы отключили, в турбину как шло пара в объеме на 50 МВт, так и идет первые секунды после отключения нагрузки. Больше того - пар, который попал в турбину для выработки мощности на величину 50 Мвт, он пока из турбины не вылетит в конденсатор или в отбор, он свою роль отработает. Так что очень даже причём!
И у нас в сухом остатке остается, бочка ротора с запасенной энергией или запасаемой энергией и АРВ генератора. Что не так?

14

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Lekarь писал(а):
2024-10-07 15:04:20

Как причем?

во первых не у меня, а у нас - это, можно сказать природные физические процессы и лично я ну ни как на них повлиять не могу!!!
Вы должны знать, что существует множество регулирующих систем (САР) и они их воздействие могут быть непрерывными или дискретными, Хотя у каждой САР есть зона не чувствительности, которая по правилам ТАУ должна быть с запасом  больше чем шаг регулирования (дискретная САР). Но АРС и АРВ имеют только зону нечувствительности, а сам сигнал управления непрерывный, поэтому эти САР действуют постоянно!

Ещё раз небаланс мощности  можно снять тлько и только регулированием мощности агрегата, т.е. регулированием подачей первичного энергонасителя!

Однако, скорость действия АВР на 2 порядка выше  - это же электромагнитные переходные процессы и, естественно реакция АРВ практически мгновенная, а вот АРС "тихоходная" из-за большой инерции её составных частей, например (так действует Импульсная разгрузка турбины), если подать команду на закрытие главного клапан тепловой турбины и закрыть его, скажем, на 0,5 дыры, то практически не зависимо от её номинальной мощности она начнёт тормозится не ранее чем 0,2...0,25 с, а сам процесс будет закончен ещё через 0,4 ... 0, 8 с.
У же писал, Вы не внимательно читаете, АРВ призвана только сглаживать те или иные возмущения, и в частности только частично может сгладить  колебания нагрузки за счёт регулирования напряжения (ещё есть СКРМ на ПС), но относительно большие небалансы мощности даже и-за того, что она работает относительно быстро, она не может сбалансировать ни дефециты, ни избытки активной мощности, т.к. она регулирует только и только реактивную мощность. Например, генератор генерирует не только активную, но и реактивную, причем если он выходит только на номинальную мощность, то генерация реактивной становится меньше, т.о. АРВ становится бессильна, т.к. её ресурс ограничивается.

15

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

ПАУтина писал(а):
2024-10-08 00:46:26


У же писал, Вы не внимательно читаете, АРВ призвана только сглаживать те или иные возмущения, и в частности только частично может сгладить  колебания нагрузки за счёт регулирования напряжения (ещё есть СКРМ на ПС), но относительно большие небалансы мощности даже и-за того, что она работает относительно быстро, она не может сбалансировать ни дефециты, ни избытки активной мощности, т.к. она регулирует только и только реактивную мощность. Например, генератор генерирует не только активную, но и реактивную, причем если он выходит только на номинальную мощность, то генерация реактивной становится меньше, т.о. АРВ становится бессильна, т.к. её ресурс ограничивается.

"АРВ может сгладить колебания нагрузки" - что вы под этим имеете ввиду? У вас дефицит образовался. либо избыток. Какие колебания будет сглаживать АРВ?

16

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Lekarь писал(а):
2024-10-08 07:51:01

У вас дефицит образовался.

дефицит или избыток чего?

17 (2024-10-08 11:30:18 отредактировано Lekarь)

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

ПАУтина писал(а):
2024-10-08 10:56:01

дефицит или избыток чего?

Активной мощности. Если у вас, как выше написал 10 МВт активной мощности отключили или включили.
АРВ путем увеличения тока может усилить магнитный поток и постараться не дать ротору изменить скорость.
Колебания мощности идут при отключении и включении нагрузки. Но , что АРВ эти колебания сглаживает. я не согласен. Что оно участвует в этом процессе согласен, но не сглаживает. Если у вас образовался. например дефицит активной мощности, то никакими АРВ вы его не восполните. Активная мощность это та, которая совершает работу. восполнить этот дефицит можно только новой активной мощностью, полученной в генераторе.
Вы пытаетесь всё высшими материями оперировать, типа как если знаешь красивые и умные слова из математики, то голову запудрить сможешь каждому. Тоже самое и с режимами. Меня на таком не возьмешь. Это ваш дальневосточный герой - заслуженный энергетик, из клуба "Диалоги о рыбалке" бравирует умными словами, не понимая их суть и погасил целое объединение.
Мы же говорим о низкочастотных колебаниях. Их природе, при снятии и включении нагрузки и может быть каком то их следе в инициировании процесса аварии. Пока я следов не вижу.

18

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Уважаемый Lekarь, то есть Вы считаете, что низкочастотных колебаний (мощности, напряжения, тока, изменений скорости вращения ротора, чего там еще?) не существует? И все это чисто "лысенковщина" для написания статей и диссертаций? Или что-то в этом есть, но природа возникновения непонятна? (Вам, до тех пор, пока внятно не объяснят физику процесса)?

19 (2024-10-08 13:32:37 отредактировано Lekarь)

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Conspirator писал(а):
2024-10-08 11:53:07

Уважаемый Lekarь, то есть Вы считаете, что низкочастотных колебаний (мощности, напряжения, тока, изменений скорости вращения ротора, чего там еще?) не существует?

Нет, я так не считаю. Они есть несомненно.

Conspirator писал(а):
2024-10-08 11:53:07

  Или что-то в этом есть, но природа возникновения непонятна?

Природа возникновения как раз понятна для низкочастотных колебаний углов. А вот, что эти низкочастотные колебания явились и могут явиться причиной аварий, с этим я не согласен, в том числе и в случаях перечислений аварий в приложенных вами материалов. Что они могут быть инициаторами процессов, приводящих к авариям, тоже согласен, но если авария даже произойдет по причине раскачивания системы от низкочастотных колебаний, то это вовсе не значит виноваты эти самые низкочастотные колебания. Для каждой тепловой турбины. завод изготовитель выдает критические частоты вращения вала ротора. На большинстве советских турбин эти участки с критическими скоростями надо проходить при пуске турбины как можно быстрее. Они меньше чем 3000 об/мин. Турбинисты все эти цифры знают и когда пускают турбину внимательно следят за процессом пуска. Это я к тому, что если при пуске турбины, турбинист, не учтет по какой либо причине, что участок с критичекой скоростью надо пройти быстрее. а будет проходить по продолжительности как и остальные участки, после чего начнется вибрация, приводящая к повреждению турбины, то разве виновата критическая скорость? Нет конечно. Виноват тот кто это проспал. В электрических режимах тоже самое. И тот кто этим руководствуется у того минимальное количество аварий и развалов энергосистем.

20

Re: Низкочастотные колебания в энергосистеме

Ну так объясните нам, "бестолковым", откуда они берутся. И есть ли смысл с ними бороться.