Определение площадок ускорения и возможного торможения
По известным углам коммутации с использованием графиков на рис. 25 можно определить площадки ускорения (на рис. 25 выделены вертикальной штриховкой) и возможного торможения (на рис. 25 выделены горизонтальной штриховкой). Определяем их по следующим интегральным выражениям (причем для получения положительного значения площадки торможения меняем местами пределы интегрирования):
Получаем запас площади торможения:
Система не обладает достаточной динамической устойчивостью.
Рис. 25. Статические характеристики электромагнитных мощностей
Выводы
Полученные значения площадок ускорения и возможного торможения позволяют говорить о несохранении динамической устойчивости системы при однофазном КЗ на линии. Из рис. 25 видно, что при данном виде и месте КЗ можно добиться большего запаса динамической устойчивости путем увеличения времени нахождения системы в режиме КЗ, т.к. характеристика послеаварийного (неполнофазного) режима проходит ниже характеристики аварийного т.е. является менее выгодной с точки зрения уменьшения ускорения роторов на первом цикле качания. Однако увеличение времени нахождения системы в режиме КЗ нежелательно с точки зрения теплового и динамического воздействия токов КЗ на элементы сети. С другой стороны уменьшать время паузы ОАПВ недопустимо из-за времени течения процесса рекомбинации ионов в месте возникновения дуги на землю и, как следствие, восстановления электрической прочности воздушного промежутка. Это приведет к увеличению времени повторного включения поврежденной фазы и уменьшению торможения роторов по характеристике I, что не может быть в данном случае оправдано уменьшением площадки ускорения.
Обоснование мероприятий по повышению статической устойчивости одномашинной системы
Среди различных мероприятий по повышению статической устойчивости остановимся на установке устройств продольной компенсации в цепи эквивалентного генератора. В выборе места установки устройств продольной компенсации основываемся на уменьшении расходов на изоляцию при включении эквивалентного конденсатора на меньшее напряжение. Технически это означает меньшее количество последовательно включенных конденсаторов.
Установка устройств продольной компенсации в цепях генераторов.
Выполним расчет по установке устройств
продольной компенсации при увеличении
предела передаваемой мощности на 20%.
Схему сети при этом позаимствуем из
первого раздела задания для генераторов
с АРВ СД, исключив из схемы станцию "Б"
и представляя шины нагрузки шинами
бесконечной мощности.
Рис. 26. Схема замещения одномашинной системы.
Максимум электромагнитной мощности при имеющимся сопротивлении связи:
Для режима увеличенной мощности электропередачи имеем:
Максимум электромагнитной мощности при увеличении предела передаваемой мощности на 20%:
Передаваемая мощность для увеличенного предела при коэффициенте запаса KЗ= 20%:
Угол электропередачи:
Сопротивление связи по формуле для максимума электромагнитной мощности:
Реактивная мощность в начале электропередачи:
Полная мощность в начале электропередачи:
Ток, протекающий по сети:
Или в именованных единицах для начала электропередачи (генератор находится на второй ступени трансформации – см. рис. 1):
В качестве устройств продольной компенсации применяем батареи конденсаторов. Необходимое для повышения предела предаваемой мощности сопротивление батареи конденсаторов найдется как:
Или в именованных единицах:
Необходимая емкость батареи:
По табл. 6.23. [3] выбираем тип конденсатора для установки продольной компенсации:
КСПК – 1,05 – 120У1
Для определения числа последовательно соединенных конденсаторов определим падение напряжения на батарее:
Тогда необходимое по условию электрической прочности изоляции число последовательно соединенных конденсаторов определится как:
Емкость последовательной ветви установки:
Число параллельных ветвей:
В цепи каждого из генераторов устанавливаем по m/2 = 218 последовательных ветвей конденсаторов.
Сопротивление реальной установки:
Определим по новым параметрам системы и режима напряжение на стороне НН трансформатора:
Это значение напряжения в сравнении с имеющимся для режима без увеличения передаваемой мощности является неприемлемым, т. к. на низшей стороне трансформатора в блоке должно обеспечиваться напряжение Uнн= 15,75 кВ. Тогда как в нашем случае напряжение на выводах генератора увеличилось по сравнению с исходным (принимаемым за нормальное) на
Выводы
В результате расчета при попытке установить устройства продольной компенсации в цепях генераторов получили неприемлемые режимные параметры. Это связано повышением напряжения на стороне НН блочных трансформаторов за счет падения на сопротивлении установленных в цепи генераторов конденсаторных батарей. Механизмом ПБВ трансформатора с пределами регулирования 2 x2,5% не возможно будет скомпенсировать возникшее отклонение напряжения, и на стороне ВН трансформатора получим завышенное значение напряжения. Кроме того, на сроке службы трансформатора отрицательно скажется завышенное напряжение на обмотке НН. Этого можно избежать, если осуществлять управление АРВ СД генераторов с шин повышающих трансформаторов. Отметим, что установка устройств продольной компенсации в цепях генераторов не практикуется.
Отклонения напряжения от использования продольной емкости в целях повышения статической устойчивости генераторов можно уложить в рамки регулирующих устройств трансформаторов, если устанавливать устройства продольной компенсации на высоком напряжении (на ЛЭП). Этот метод повышения статической устойчивости генераторов используется широко.
Все средства повышения статической устойчивости генераторов основаны на увеличении напряжения на шинах генератора либо напряжения на шинах приемной системы, а также на уменьшении сопротивления связи, что следует из выражения для максимума электромагнитной мощности. Среди таких средств можно отметить увеличение номинального напряжения генератора, что достигается только при полной замене блока. Можно увеличивать номинальное напряжение передающей линии, что приведет к уменьшению сопротивления линии в о.е., либо увеличивать номинальное напряжение на шинах приемной системы, что также связано с заменой имеющегося оборудования на оборудование более высокого класса напряжения, а, следовательно, более дорогое. Прямым средством снижения индуктивного сопротивления линии является увеличение сечения проводов или расщепление их. Кроме устройств продольной компенсации, снижающих индуктивное сопротивление связи, используются также и устройства поперечной компенсации, выдающие в сеть реактивную мощность и повышающие за счет этого напряжения узлов.