Переходные процессы в электроэнергетических системах

Тогда характеристика электромагнитной мощности определится как:Проверка по исходному режиму:Аварийный режим (однофазное кз)Нарасстоянии LKот шин станции "А" на одной из цепей линии происходит однофазное КЗ. В этом случае схема замещения представляет собой схему замещения ремонтного (исходного) режима, в которой между точкой КЗ и землей подключен шунт, составленный из последовательно соединенных суммарных сопротивлений схем обратной и нулевой последовательности (рис. 4.1). Расчет сопротивления связи в этом случае аналогичен соответствующим выкладкам во втором разделе задания и приведен здесь в сокращенном виде. Величины, расчет которых не приведен подробно, заимствуются из предыдущего раздела.Рис. 4.1. Схема замещения одномашинной системы в аварийном режиме.Рис. 4.2. Схема замещения обратной последовательности.В схеме замещения нулевой последовательности для одноцепной ЛЭП следует принять сопротивление прямой последовательности.Рис. 4.3. Схема замещения нулевой последовательности.Суммарное сопротивление схемы нулевой последовательности:Определим сопротивление шунта в схеме и рассчитаем сопротивление связи в аварийном режиме:Тогда характеристика электромагнитной мощности определится как:Послеаварийный режим (неполнофазный режим)При отключении поврежденной фазы в схеме электропередачи возникает продольная несимметрия. Для ее учета в схеме замещения данного режима, эквивалентной токам прямой последовательности, по месту разрыва фазы включается добавочное сопротивление, составленное из параллельно соединенных суммарных сопротивлений схем обратной и нулевой последовательности данного режима (рис. 4.4.). Поскольку элементы схемы соединены последовательно, то равносильно подключить добавочное сопротивление между полнымXЛ иXТ4, избегая дробления сопротивления ВЛ насоставляющиеX'ЛиX''Л.Рис. 4.4.Схема замещения послеаварийного (неполнофазного) режима.Добавочное сопротивление в схеме, эквивалентной токам прямой последовательности:Для определения XΔ(н)рассчитаем суммарные сопротивления схем обратной и нулевой последовательностей. Аналогично замечанию для схемы, эквивалентной токам прямой последовательности, расположение напряжения обратной и нулевой последовательностей в соответствующих схемах замещения не играет роли из-за последовательного соединения элементов.В схеме замещения обратной последовательности отсутствуют ЭДС источников, в месте разрыва помещено напряжение обратной последовательности, и сопротивление эквивалентного генератора изменено насопротивление токам обратной последовательности (рис. 4.5.).Рис. 4.5.Схема замещения обратной последовательности при продольной несимметрии.Тогдасуммарное сопротивление схемы обратной последовательности запишется как:В схеме замещения нулевой последовательности отсутствуют ЭДС источников и сопротивления за обмоткой эквивалентного трансформатора, соединенной в треугольник, в месте разрыва помещено напряжение нулевой последовательности, сопротивление цепи ЛЭП пересчитано с учетом влияния грозозащитного троса (рис.4.6.).Рис. 4.6.Схема замещения нулевой последовательности при продольной несимметрии.Тогдасуммарное сопротивление схемы нулевой последовательности запишется как:Зная суммарные сопротивления схем обратной и нулевой последовательностей можно определить добавочное сопротивление и, в соответствии со схемой рис. 4.4.,рассчитать сопротивление связи в послеаварийном (неполнофазном) режиме:Тогда характеристика электромагнитной мощности определится как:Расчёт углов коммутацииТаблица 4.1. Вычисленные значения.o.e.MBтo.e.MBтo.e.MBт000000050,042842,79350,043943,92650,051151,0733100,085385,26130,087587,51870,1018101,7578150,1271127,08020,1304130,44480,1517151,6680200,1679167,93190,1724172,37820,2004200,4238250,2075207,50560,2130212,99960,2477247,6543300,2455245,50000,2520252,00000,2930293,0000350,2816281,62600,2891289,08250,3361336,1158400,3156315,60870,3240323,96500,3767376,6735450,3472347,18940,3564356,38180,4144414,3646500,3761376,12780,3861386,08640,4489448,9020550,4022402,20370,4129412,85260,4800480,0231600,4252425,21850,4365436,47680,5075507,4909650,4450444,99710,4568456,77910,5311531,0964700,4614461,38910,4736473,60510,5507550,6599750,4743474,26960,4868486,82660,5660566,0325800,4835483,54060,4963496,34310,5771577,0973850,4891489,13160,5021502,08210,5838583,7701900,4910491,00000,5040504,00000,5860586,0000950,4891489,13160,5021502,08210,5838583,77011000,4835483,54060,4963496,34310,5771577,09731050,4743474,26960,4868486,82660,5660566,03251100,4614461,38910,4736473,60510,5507550,65991150,4450444,99710,4568456,77910,5311531,09641200,4252425,21850,4365436,47680,5075507,49091250,4022402,20370,4129412,85260,4800480,02311300,3761376,12780,3861386,08640,4489448,90201350,3472347,18940,3564356,38180,4144414,36461400,3156315,60870,3240323,96500,3767376,67351450,2816281,62600,2891289,08250,3361336,11581500,2455245,50000,2520252,00000,2930293,00001550,2075207,50560,2130212,99960,2477247,65431600,1679167,93190,1724172,37820,2004200,42381650,1271127,08020,1304130,44480,1517151,66801700,085385,26130,087587,51870,1018101,75781750,042842,79350,043943,92650,051151,07331800,00000,00000,00000,00000,00000,0000Рисунок 4.7. - Статические характеристики электромагнитных мощностей.Для данного динамического перехода имеем три угла коммутации и три момента времени коммутации, начинающих свой отсчет с нуля. Первый угол δ0, при котором в момент КЗ (т. е. при моменте времени t0= 0) происходит переход работы генераторов с характеристики ремонтного (исходного) режима (I) на характеристику аварийного режима (II). Этот угол известен и определен при расчете переходной ЭДС как угол электропередачи в исходном режиме:Второй и третий углы коммутации соответствуют моментам времени отключения КЗ (tот=t0+ ΔtКЗ= 0,2с) и успешного ОАПВ поврежденной фазы (tАПВ=t0+ ΔtКЗ+ ΔtОАПВ= 0,6с). Эти углы определяются из зависимости δ(t), рассчитываемой методом последовательных интервалов по характеристикам аварийного и послеаварийного (неполнофазного) режимов.Согласно методу весь процесс движения роторов генераторов во времени разбиваем наряд равных промежутков Δt= 0,05с и проводим расчет по характеристике аварийного режимааналогично соответствующему расчету в предыдущем разделе задания. Причем величина коэффициента, имитирующего ускорение роторов, заимствуется из предыдущего раздела задания.В момент времени tот происходит переход с характеристики аварийного режима на характеристику послеаварийного (неполнофазного), что ведет к скачку избытка мощности. В приближенном расчете этот скачок учитывается тем, что наследующем после tот интервале избыток мощности определяется как среднеарифметическое избытков мощности по характеристикам II и III.Графически представлять зависимость δ(t) нет необходимости, т.к. все используемые моменты времени лежат не в середине интервала, а на границе. Тогда по табл. 8 для заданных моментов коммутации имеем углы:После ОАПВ поврежденной фазы движение роторов генераторов происходит по характеристике нормального режима. Поэтому максимальный угол с точки зрения динамической устойчивости, обусловленный пересечением характеристики с мощностью турбины (после его прохождения роторы снова начнут ускоряться), найдется из выражения:Определение площадок ускорения и возможного торможенияПо известным углам коммутации с использованием графиков нарис. 25 можно определить площадки ускорения.Откудаделаемвывод, чтосистемаобладаетдостаточнойдинамическойустойчивостью.Выводы по разделуВыведенные значения площадок возможного торможения и ускорениядают возможностьполагать о томсохранении динамической устойчивости системы для однофазного КЗ на линии. Из рисунка 4.7 видно, что при данном виде и месте КЗ можно добиться большего запаса динамической устойчивости через увеличение времени состояниясистемы в режиме КЗ. Однако характеристика послеаварийного (неполнофазного) режиманаходитсявыше характеристики аварийного, иными словами является достаточно выгодной с точки зрения уменьшения ускорения роторов на первом цикле качания. Всё же увеличение времени нахождения системы в состоянии КЗ нежелательно с точки зрения теплового и динамического воздействия токов КЗ на элементы сети. С другой стороны, уменьшать время паузы ОАПВ нельзя из-за времени течения процессарекомбинации ионов в месте возникновения дуги на землю и, в случае, восстановления электрической прочности воздушного промежутка. Это даст увеличение времени повторного включения поврежденной фазы и уменьшению торможения роторов по характеристике I, что не должно быть в данном случае оправдано уменьшением площадки ускорения.Список использованных источниковЭлектромеханические переходные процессы в электрических системах: методические указания к рабочей программе по выполнению курсовой работы для студентов специальностей 100100, 100200, 210400 очного обучения и для студентов Института дистанционного образования. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – 28 с.Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учеб. для электроэнерг. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1985. – 536 с., ил.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.Время, затраченное на выполнение курсовой работы – 25 часов.