Послеаварийный режим

После возникновения КЗ происходит отключение поврежденной фазы ЛЭП, поэтому в схеме послеаварийного режима сопротивление линии будет в два раза больше (ср. со схемой рис. 7).

Рис. 16. Схема замещения одномашинной системы в послеаварийном режиме.

Сопротивление связи в послеаварийном режиме:

Тогда характеристика электромагнитной мощности послеаварийного режима запишется как:

Расчет предельного угла отключения места кз

По итогам расчета характеристик электромагнитных мощностей строим зависимости P_(i)(δ). При превышении мощности турбины над электромагнитной мощностью роторы генераторов начнут ускоряться, т.к. момент турбины является для генератора ускоряющим. В противном случае роторы генераторов станции "А" будут замедляться. Графически эти процессы представляются площадками ускорения и торможения на графиках статических характеристик электромагнитных мощностей различных режимов. Исходя из равенства площадок ускорения роторов генераторов станции "А" и возможного торможения определяется предельный угол отключения места КЗ.

Статические характеристики приведены в табл. 5 и на рис. 17 (значения мощности турбины и исходного угла электропередачи приведены в расчете схемы нормального режима).

Таблица 5. Статические характеристики электромагнитных мощностей.

δ, эл.град.	P(I) = 0,797sinδ, о.е.		P(II) = 0,423sinδ, о.е.		P(III) = 0,546sinδ, о.е.
	о.е.	МВт	о.е.	МВт	о.е.	МВт
0	0	0	0	0	0	0
15	0,206	206	0,11	110	0,141	141
30	0,398	398	0,212	212	0,273	273
45	0,563	563	0,299	299	0,386	386
60	0,69	690	0,366	366	0,473	473
75	0,77	770	0,409	409	0,527	527
90	0,797	797	0,423	423	0,546	546
105	0,77	770	0,409	409	0,527	527
120	0,69	690	0,366	366	0,473	473
135	0,563	563	0,299	299	0,386	386
150	0,398	398	0,212	212	0,273	273
165	0,206	206	0,11	110	0,141	141
180	0	0	0	0	0	0

Определим критический угол – угол, после прохождения которого по характеристике послеаварийного режима ротор снова начнет ускоряться.

Предельный угол отключения места КЗ определяем из условия равенства площадок ускорения и возможного торможения роторов генераторов:

Предельный угол отключения:

Рис. 17. Статические характеристик электромагнитных мощностей

Расчет предельного времени отключения места КЗ

Время t_от.пр., соответствующее предельному углу отключения, определяется из зависимости δ(t), представляющей собой решение дифференциального уравнения движения роторов генераторов станции "А". Поиск решения дифференциального уравнения ведется методом последовательных интервалов.

Согласно метода весь процесс движения роторов генераторов во времени разбиваем на ряд равных промежутков Δt = 0,05с и определяем постоянный для всех интервалов времени коэффициент, имитирующий ускорение роторов:

где Т_jA – эквивалентная постоянная инерции станции "А", приведенная к базисным условиям – определена при нахождении границ статической апериодической устойчивости для двухмашинной системы с АРВ ПД (с. )

Первый интервал.

На первом интервале определяем избыток мощности, действующий в начале интервала, (по разности механической и электромагнитной мощностей) и рассчитываем приращение угла за интервал с учетом равенства нулю относительной скорости в начале первого интервала:

Определяем значения угла и времени в конце интервала:

Второй интервал.

На втором и последующих интервалах также определяется избыток мощности в начале интервала, рассчитывается приращение угла за интервал, но с учетом приращения за предыдущий, и определяется значения угла и времени в конце интервала:

Расчет по остальным интервалам времени приведен в табл. 5.

Таблица 5. Расчет предельного времени отключения места КЗ.

№ инт.	Δδ, эл.град.	δ, эл.град.	ΔP, о.е.	t, с
0	-	34,217	0,21	0
1	0,872	35,089	0,205	0,05
2	2,574	37,663	0,189	0,1
3	4,146	41,808	0,166	0,15
4	5,524	47,332	0,137	0,2
5	6,661	53,993	0,106	0,25
6	7,539	61,532	0,076	0,3
7	8,172	69,704	0,051	0,35
8	8,597	78,301	0,034	0,4
9	8,878	87,178	0,026	0,45
10	9,089	96,268	0,028	0,5
11	9,318	105,585	0,041	0,55
12	9,654	115,239	0,065	0,6
13	10,197	125,437	0,103	0,65
14	11,055	136,492	0,157	0,7

По данным табл. 5. строим график зависимости δ(t) (рис. 18), из которого по известному значению δ_от.пр. определяем t_от.пр.. Получаем:

Рис. 18. Определение t_от.пр.

Выводы

Для данной передаваемой мощности режим двухфазного КЗ на землю на ЛЭП не является особенно тяжелым с точки зрения сохранения динамической устойчивости системы, т. к. при движении по характеристике послеаварийного режима возникает площадка торможения, по приблизительным оценкам полностью компенсирующая полученное роторами ускорение. Т.о. расчетного предельного времени отключения более чем достаточно на отключение поврежденной линии сети. После перехода на характеристику аварийного режима роторы будут совершать по ней качания относительно точки равновесия (δ0, P0). Последующие циклы качаний здесь не рассматривались, однако, как правило, для одномашинной системы в этом случае устойчивость сохраняется, что не всегда правомерно для сложных многомашинных систем. Полученные результаты позволяют говорить о существенной роли передаваемой в нормальном режиме мощности, как для одномашинной, так и для сложных систем, в динамической и статической устойчивости. При увеличении передаваемой мощности без изменения электромагнитной мощности генераторов (т. е. изменения сопротивления связи) будет уменьшаться запас статической устойчивости и увеличиваться площадка ускорения на первом цикле качаний при динамическом переходе на характеристику аварийного режима.

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕХОДА

После вывода в ремонт цепи с двухфазным КЗ на землю, рассмотренным в предыдущем разделе, на оставшейся в работе цепи ВЛ происходит однофазное КЗ, которое ликвидируется отключением поврежденной фазы. С некоторой выдержкой времени происходит успешное повторное включение этой фазы и схема возвращается в исходное состояние. Необходимо исследовать станцию "А" на динамическую устойчивость в этих условиях. Для нахождения соотношения площадей ускорения и возможного торможения определим сопротивление связи для каждого из режимов, переходную ЭДС и построим характеристики электромагнитной мощности.

Известен интервал времени, по истечении которого с момента КЗ отключается поврежденная фаза, и время паузы ОАПВ: