4 Расчет динамической

УСТОЙЧИВОСТИ

Динамическая устойчивость – способность системы восстанавливать после большого возмущения исходное состояние или состояние близкое к исходному, то есть допустимое по условиям эксплуатации системы.

При оценке динамической устойчивости необходимо учитывать нелинейности основных характеристик и рассматривая движение системы учитывать ее инерционные параметры определяющие скорости изменения параметров режима.

При расчетах несимметричных режимов составляется комплексная схема замещения в которой несимметричное короткое замыкание рассматривается как симметричное, удаленное на некоторое дополнительное сопротивление z=z_2.

При составлении схемы замещения обратной последовательности принимается сопротивление генератора х_2г1, z₅=0,35z_н.

Рис. 6 Схема замещения обратной последовательности

(56)

Эквивалентная схема замещения электрической системы для двухфазного короткого замыкания приведена на рисунке 8. Определяются для нее методом единичных токов ЭДС в точке передающей станции, а затем собственные и взаимные проводимости.

Рис. 7 Эквивалентная схема замещения электрической системы для двухфазного короткого замыкания

Пусть ток в сопротивлении z₄ равен 1:

(57)

Напряжение в точке (b):

(58)

Ток, протекающий по аварийному шунту:

(59)

Ток в ветви 2:

(60)

Падение напряжения на сопротивлении ветви 2:

(61)

Напряжение в точке (a):

(62)

Ток в ветви 5:

(63)

Ток ветви 1:

(64)

Падение напряжения на сопротивлении ветви 1:

(65)

ЭДС в точке передающей станции:

(66)

Собственные и взаимные проводимости схемы относительно передающей станции:

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

В схеме замещения электрической цепи для послеаварийного режима аварийный шунт отключен, сопротивление линии электропередачи увеличено вдвое.

Собственные и взаимные проводимости для нее определены как и для схемы нормального режима: , , , , ,

Рис. 8 Схема замещения послеаварийного режима

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

Характеристики электрической мощности генераторов передающей станции для различных режимов находятся из выражения:

(79)

Нормальный режим:

Послеаварийный режим:

Аварийный режим:

Строятся характеристики мощности Р=f(δ₀') (П5), изменяя δ₀'=0⁰÷180⁰.

5.Определение предельного

ВРЕМЕНИ ОТКЛЮЧЕНИЯ

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Предельный угол отключения определяется из критерия динамической устойчивости.

(80)

Критический угол определяется по формуле:

(81)

Чтобы найти предельное время отключения короткого замыкания строится зависимость угла от времени, которая определяется из уравнения движения ротора:

(82)

Это уравнение решается методом последовательных интервалов. Длительность интервалов принимается 0,05 сек, коэффициент k будет равен:

(83)

Первый интервал(0÷0,05 сек):

Электрическая мощность отдаваемая генераторами в первый момент времени после возникновения короткого замыкания:

(84)

Избыток мощности в начале интервала:

(85)

Приращение угла за первый интервал:

(86)

Угол к кончу первого интервала:

(87)

Второй интервал(0,05÷0,1):

(88)

(89)

(90)

(91)

Третий интервал(0,1÷0,15), переход с одной характеристики мощности на другую:

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

Четвертый интервал(0,15÷0,2):

(98)

(99)

(100)

(101)

Пятый интервал(0,2÷0,25):

(102)

(103)

(104)

(105)

Шестой интервал(0,25÷0,3):

(106)

(107)

(108)

(109)

Седьмой интервал(0,3÷0,35):

(110)

(111)

(112)

(113)

Восьмой интервал(0,35÷0,4):

(114)

(115)

(116)

(117)

Результаты расчетов сводится в таблицу 1. По результатам расчетов строится кривая δ'=f(t) (П6). Зная угол отключения, по кривой находится время отключения t=0,96 сек.

Таблица 1 – Результаты расчетов

t	δ'	P	ΔP	Δδ'
0	24,1	0,554	0,444	0,7992
0,05	24,8992	0,559	0,439	2,3796
0,1	27,2788	0,423	-0,027	2,5776
0,15	29,8564	1,058	-0,06	2,3616
0,2	32,218	1,088	-0,09	2,0376
0,25	34,2556	1,112	-0,114	1,6272
0,3	35,8828	1,131	-0,133	1,1484
0,35	37,0312	1,145	-0,147	0,6192
0,4	37,6504

В номограмме по Веникову В.Л. «Переходные электромеханические процессы в электрических сетях» определяем , предварительно рассчитав постоянную времени :

(118)

Определяем время отключения по формуле:

(119)

Сравниваем полученное значение со значением на графике. По графику

, а по расчету . Разница составляет 65%.Это связано с погрешностями при расчетах. В связи с этим принимаем значение .

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ

ИСТОЧНИКОВ

1 Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. – М.: Энергия, 1970

2 Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Высшая школа, 1978

3 Ульянов С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам. – М.: Энергия, 1968

4 Электромеханические переходные процессы электрических систем в примерах и иллюстрациях// под ред. Веникова В.А. – М.: Энергия, 1967

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.П1 График характеристики активной и реактивной мощностей при постоянстве тока возбуждения

Рис.П2 График характеристики активной и реактивной мощностей при постоянстве результирующего потока сцепления.

Рис.П3 График характеристики активной и реактивной мощностей при постоянстве напряжения на шинах генератора.

Рис. П4 Векторная диаграмма системы.

Рис.П5 График характеристики электрической мощности генераторов передающих станций для нормального, аварийного, послеаварийного режимов

Рис. П6 Номограмма зависимости δ=f(t)

55