5.5. Заключение об устойчивости электрической системы
Так как δ после начального возрастания начала убывать, то электрическая система является устойчивой. Площадки ускорения fУ и торможения fT изображены на угловых характеристиках мощности (рис.14).
δот
δо
δ,
◦
δm
δ0
tот
Рисунок 15. Положение ротора генератора в относительном движении при двухфазном КЗ на землю
6. Исследование динамической устойчивости электрической системы при однофазном кз
Однофазные КЗ являются наиболее частыми в электрических системах и составляют до 70% от общего числа КЗ. Большинство однофазных КЗ возникают из-за атмосферных перенапряжений, которые вызывают перекрытие гирлянды изоляторов. Возникшая дуга устойчиво горит и при рабочем напряжении. Чтобы погасить дугу, необходимо снять напряжение с линии или поврежденной фазы линии. Через некоторое время на линию можно вновь подать напряжение и, если на произошло повреждения изоляторов, нормальные условия работы линии будут восстановлены.
6.1. Описание переходных процессов
Для исследование динамической устойчивости электрической системы при однофазном КЗ математическое описание переходных процессов в работе принято такое же как в п. 5.1.
6.2. Определение начальных условий
Рисунок 16. Исходная схема электрической сети и ее схема замещения в нормальном режиме.
Для определения начальных условий рассчитывается нормальный доаварийный режим.
В рассматриваемом случае начальные условия будут следующими такими же как и в п. 5.2.
6.3. Возмущающие и управляющие воздействия и определение характеристик мощностей
В качестве возмущающего воздействия рассматривается однофазное КЗ вблизи шин удаленной станции на оставшейся в работе цепи линии (рис. 16). В качестве управляющих воздействий рассматриваются: отключение поврежденной фазы релейной защитой и повторное включение отключившейся фазы устройством ОАПВ.
Все возмущающие и управляющие воздействия отражаются на состоянии электрической сети (режимы), для которых необходимо определить у11, у12 и характеристики мощности.
Расчет проводимостей для нормального режима:
Рисунок 17. Схемы замещения электрической системы в режиме однофазного КЗ.
Для аварийного режима схема замещения электрической системы приведена на рис. 17. Величина шунта ХК зависит от вида КЗ. Для однофазного КЗ составляет
где Х2, Х0 – эквивалентные сопротивления схем замещения обратной и нулевой последовательностей системы относительно места КЗ (рис. 17,б и в).
Тогда
Вычислим проводимости схемы замещения в режиме однофазного КЗ:
где
Схема замещения электрической системы в неполнофазном режиме представлена на рис. 18.
Рисунок 18. Схема замещения электрической системы в неполнофазном режиме.
Для этого неполнофазного режима
Для каждого состояния сети по формулам (5.2) вычисляется угловые характеристики мощности:
6.4. Интегрирование уравнений, описывающих переходные процессы
Интегрирование уравнений, описывающих переходные процессы осуществляется методом последовательных интервалов как в п. 5.4.
fУ
t1= 0,05с
t2 =0,1с
t3= tот=0,15с
t4= 0,2с
t5 =0,25с
t6 =0,3с
t7 =0,35с
t8 ==0,4с
t9=tпв= 0,45с
t10 =0,5с
t11=0,55с
t11=0,55с
Зависимость δ(t) изображена на рис. 19.
I
III
II
δ0
δот
δm
δо
Рисунок 19. Угловые характеристики мощности в нормальном (I), аварийном (II) и неполнофазном (III) режимах работы электрической сети