spis tresci

SPIS TREŚCI
Przedmowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1. WIADOMOŚCI OGÓLNE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
Regulacja i sterowanie . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struktura systemu elektroenergetycznego . . . . .
Równania sieci elektroenergetycznej . . . . . . . .
Eliminacja i agregacja we˛złów . . . . . . . . . . . .
1.4.1. Eliminacja we˛złów . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2. Agregacja we˛złów . . . . . . . . . . . . . . . .
Klasyfikacja stanów nieustalonych . . . . . . . . .
Regulacja napie˛cia w SEE . . . . . . . . . . . . . . .
Regulacja mocy czynnej i cze˛stotliwości w SEE
Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.. 9
. 13
. 15
. 22
. 22
. 25
. 29
. 31
. 33
. 36
2. GENERATORY SYNCHRONICZNE I ICH REGULACJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Wiadomości ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Stan ustalony . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1. Schematy zaste˛pcze i wykresy fazorowe dla stanu ustalonego .
2.2.2. Moc czynna i bierna bloku generator−transformator . . . . . . . .
2.2.3. Dopuszczalny obszar pracy generatora . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.4. Charakterystyka
i jej kształtowanie . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Stany nieustalone generatora synchronicznego . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1. Zwarcie trójfazowe generatora synchronicznego . . . . . . . . . . .
2.3.2. Wykresy fazorowe dla stanu podprzejściowego i przejściowego
2.3.3. Równanie ruchu wirnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4. Współczynnik tłumienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5. Uproszczone modele generatorów synchronicznych . . . . . . . .
2.4. Źródła wzbudzenia generatorów synchronicznych . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1. Rodzaje wzbudnic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2. Odwzbudzanie generatora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5. Regulatory generatorów synchronicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.1. Schemat funkcjonalny regulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.2. Jakość regulacji i aktualne wymagania . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.3. Cyfrowe regulatory generatorów synchronicznych . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
38
39
42
42
54
56
60
68
68
79
85
87
92
98
98
108
114
115
117
120
3
2.6. Modele układów wzbudzenia i regulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.7. Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
3. REGULACJA TRANSFORMATORÓW
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.1. Rodzaje transformatorów regulacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1. Uzwojenia regulacyjne transformatorów i autotransformatorów
3.1.2. Transformatory dodawcze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Przeła˛czniki zaczepów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Zadania regulatorów transformatorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1. Regulacja w stacjach WN/SN zasilaja˛cych sieci rozdzielcze .
3.3.2. Regulacja transformatorów w stacjach WN . . . . . . . . . . . .
3.4. Przykład regulatora cyfrowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5. Modele do badania stanów nieustalonych w SEE . . . . . . . . . . . . .
3.6. Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
.
..
..
..
..
..
..
..
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
137
137
141
145
149
150
158
160
168
168
4. KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
Kondensatory i baterie kondensatorów . . . . . . . . . . . . . .
Kompensacja mocy biernej a regulacja napie˛cia . . . . . . . .
Regulatory baterii kondensatorów . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bocznikowe urza˛dzenia FACTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.1. Kompensatory SVC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2. Kompensator STATCOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3. Urza˛dzenie SMES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5. Kompensacja bocznikowa w sieciach WN . . . . . . . . . . . .
4.5.1. Linie przesyłowe jako źródła i odbiory mocy biernej
4.5.2. Urza˛dzenia do kompensacji w sieciach WN . . . . . .
4.5.3. Algorytmy regulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6. Modele do badania stabilności SEE . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7. Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
171
176
177
180
182
185
186
188
188
195
197
198
199
5. REGULACJA PRZEPŁYWÓW W SIECIACH PRZESYŁOWYCH I KOMPENSACJA
SZEREGOWA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
5.1. Ogólnie o regulacji przepływów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1. Regulacja ka˛ta obcia˛żenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2. Kompensacja reaktancji linii przesyłowej bateria˛ kondensatorów
5.1.3. Kompensacja reaktancji linii źródłem napie˛cia . . . . . . . . . . . .
5.2. Szeregowe urza˛dzenie FACTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1. Urza˛dzenie TCPAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2. Urza˛dzenia FACTS do kompensacji szeregowej . . . . . . . . . . .
5.2.3. Urza˛dzenie UPFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Modele do badania stabilności SEE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4. Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
200
200
203
205
206
206
208
209
212
214
6. GRUPOWA REGULACJA NAPIE˛CIA I MOCY BIERNEJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
4
Automatyczna regulacja stacji elektrownianych . .
Automatyczna regulacja stacji transformatorowych
Modele matematyczne ARNE oraz ARST . . . . . .
Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
217
221
224
224
7. STABILNOŚĆ SEE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
7.1. Małe kołysania wirników generatorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1.1. Ka˛towa charakterystyka mocy w stanie ustalonym . . . . . . . . . . . . . .
7.1.2. Stan równowagi i warunek stabilności lokalnej . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1.3. Ka˛towa charakterystyka mocy w stanie przejściowym . . . . . . . . . . .
7.1.4. Kołysania wirnika i metoda równych pól . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1.5. Matematyczna analiza kołysań przy zastosowaniu modelu klasycznego
7.1.6. Wpływ regulacji napie˛cia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Kołysania przy chwilowym zaburzeniu bilansu mocy czynnej . . . . . . . . . .
7.2.1. Wpływ czasu trwania i rodzaju zwarcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.2. Wpływ obcia˛żenia układu przed zwarciem . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.3. Wpływ odległości miejsca zwarcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.4. Zwarcie na linii likwidowane w cyklu SPZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.5. Kołysania mocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.6. Wpływ regulacji napie˛cia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.7. Kołysania w systemach wielomaszynowych . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.8. Zastosowanie bezpośredniej metody Lapunowa . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3. Praca asynchroniczna i resynchronizacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.1. Punkt równowagi pracy asynchronicznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.2. Przejście do pracy asynchronicznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.3. Zmiany wartości elektrycznych w trakcie pracy asynchronicznej . . . .
7.3.4. Możliwości resynchronizacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.5. Wpływ regulacji napie˛cia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.6. Identyfikowanie pracy asynchronicznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4. Stabilność napie˛ciowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.1. Charakterystyki statyczne odbioru kompleksowego . . . . . . . . . . . . .
7.4.2. Charakterystyka statyczna wytwarzania mocy biernej . . . . . . . . . . . .
7.4.3. Warunek stabilności napie˛ciowej
....................
7.4.4. Wzrost obcia˛żenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.5. Zmiany w sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.6. Wpływ kształtu charakterystyk i mocy czynnej . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.7. Wpływ regulacji napie˛cia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.8. Zjawiska towarzysza˛ce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.9. Warunek stabilności napie˛ciowej
....................
7.4.10. Warunek stabilności napie˛ciowej
..................
7.5. Środki poprawy stabilności . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.1. Stabilizatory systemowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.2. Szybka regulacja turbin parowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.3. Wyła˛czanie cze˛ści generatorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.4. Hamowanie elektryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.5. Wykorzystanie bocznikowych urza˛dzeń FACTS . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.6. Wykorzystanie kompensatorów szeregowych FACTS . . . . . . . . . . . .
7.5.7. Wykorzystanie przesuwników fazowych UPFC . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6. Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8. REGULACJA CZE˛STOTLIWOŚCI I MOCY WYMIANY
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
227
227
230
235
240
250
254
268
269
275
276
277
280
281
286
289
300
300
302
303
304
306
307
310
310
312
313
316
321
322
324
325
326
328
330
331
339
345
348
350
364
370
378
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
8.1. Regulacja pierwotna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
8.1.1. Charakterystyki odbiorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
8.1.2. Charakterystyka zespołu wytwórczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
5
8.1.3. Charakterystyka systemu elektroenergetycznego . . . . . . . . . . . . .
8.1.4. Punkt pracy systemu elektroenergetycznego . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1.5. Zmiana punktu pracy w wyniku zmiany obcia˛żenia . . . . . . . . . . .
8.2. Regulacja wtórna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2.1. Regulacja cze˛stotliwości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2.2. Schemat zaste˛pczy SEE z regulacja˛ cze˛stotliwości . . . . . . . . . . . .
8.2.3. Regulacja mocy wymiany zasada nieinterwencji . . . . . . . . . . .
8.2.4. Schemat zaste˛pczy SEE z regulacja˛ cze˛stotliwości i mocy wymiany
8.3. Regulacja trójna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4. Organizacja regulacji i stawiane jej wymagania . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5. Przebiegi nieustalone w trakcie regulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5.1. Etap I kołysania wirników generatorów . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5.2. Etap II spadek cze˛stotliwości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5.3. Etap III regulacja pierwotna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5.4. Znaczenie rezerwy wiruja˛cej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5.5. Lawina cze˛stotliwości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5.6. Etap IV regulacja wtórna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5.7. Ocena jakości regulacji cze˛stotliwości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6. Przebiegi nieustalone w trakcie regulacji mocy wymiany . . . . . . . . . . . .
8.6.1. Etap I i II kołysania mocy i spadek cze˛stotliwości . . . . . . . . . .
8.6.2. Etap III regulacja pierwotna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6.3. Etap IV regulacja wtórna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.7. Automatyka SCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.8. Oddziaływanie urza˛dzeń UPFC lub TCPAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.9. Modele matematyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.9.1. Turbina parowa z przegrzewem mie˛dzystopniowym . . . . . . . . . . .
8.9.2. Turbina wodna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.9.3. Turbiny gazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.10. Pytania kontrolne i zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
392
395
398
400
400
404
407
411
417
418
425
426
429
432
434
437
439
442
444
445
447
448
454
455
462
462
466
471
472
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
6