3.6. Определение предельного угла отключения короткого замыкания
Для этого нужно знать три характеристики режимов: I– нормального,III– аварийного, в котором сопротивление связихизменяется с учетом условий аварии,II– послеаварийного, т. е. режима, в котором участок системы, потерпевший аварию, отключен (рис. 3.13).
Рис. 3.13. Определение предельного угла
отключения короткого замыкания
Приравниваем площадку ускорения к площадке возможного торможения. Тогда, выражая угол в радианах, а мощность – в относительных единицах, можем записать
Полученное выражение после преобразования:
откуда
,
.
В случае трехфазного короткого замыкания или полного разрыва элек-
тропередачи в
схеме простейшей ЭЭС при определении
предельного угла отключения КЗ надо
положить
,
рис. 3.14.
Рис. 3.14. Характеристики
:а– при трехфазном коротком замыкании;
б – при полном разрыве передачи;
III–аварийный режим: трехфазное короткое замыкание у шин станции (а) или разрыв одноцепной передачи (б);II– послеаварийный режим после КЗ при отключенной цепи (а);II'– послеаварийный режим после обратного включения (б), послеаварийный режим совпадает с нормальным; площадка торможения в этом случае не показана;I– нормальный режим
3.7. Определение предельного времени отключения аварии
Уравнение движения ротора даже в простейшем случае не интегрируется:
.
(3.20)
Это нелинейное дифференциальное уравнение второго порядка. Чтобы
определить временной характер, необходимо решить это уравнение числен-
ным методом. Нелинейность уравнения исчезает в двух случаях:
при трехфазном коротком замыкании на шинах ВН повышающего трансформатора или в начале линии простейшей ЭЭС;
при полной потере (отключении) последней связи между генератором и приемной системой.
В этих случаях уравнение (3.20) запишется
.
(3.21)
Это будет линейное дифференциальное уравнение, которое можно интегрировать.
Результат интегрирования
(3.22)
или
– равномерно ускоренное движение.
Рост скорости происходит линейно, а угла – по квадратичной параболе. Можно найти время достижения углом δ заданного значения, например δотк.
,
где tотк
– время отключения аварии, с; ω0=314
с-1
(или ω0=18
000
)
− угловая (синхронная) частота вращения
роторов генераторов.
3.8. Проверка устойчивости при наличии трехфазного или пофазного автоматического повторного включения лэп
Значительная часть однофазных коротких замыканий на линиях электропередач может исчезнуть, если отключить поврежденный участок от источника напряжения. Таковы, например, аварии, связанные с появлением дуги на изоляторах проводов фаз высоковольтной линии. При отключении фазы дуга может погаснуть, и фаза, на которой была авария, может снова быть включена в работу с помощью автоматического повторного включения (АПВ).
АПВ может быть трехфазным, если при аварии на линии отключаются и вновь включаются три фазы линии, или пофазным (однофазным), если отключаются только поврежденные фазы. АПВ считается успешным, если за время отключения линии (фазы) короткое замыкание ликвидируется и после обратного включения сможет восстановиться нормальная работа. АПВ считается неуспешным, если обратное включение производится на сохранившееся короткое замыкание. Применение АПВ ограничивается возможным появлением неустойчивости системы. При трехфазном АПВ на одноцепной линии характеристика послеаварийного режима имеет такой же вид, как и при трехфазном коротком замыкании (при разрыве передачи), а после повторного включения характеризуется той же зависимостью, что и исходный.
Рис. 3.15. Автоматическое повторное включение: при АПВ на двухцепной линии
или пофазном АПВ:
I– нормальный (исходный) режим;III– режим короткого замыкания; площадка ускоренияabcc''a; II– режим отключения аварийного участка (параллельной линии или фазы); площадка торможения до повторного включенияc'' c'fk c'';I'– режим после включения участка в случае успешного АПВ: площадка торможенияff'dkf + c'' c'fk c'';III' – режим после повторного включения участка в случае неуспешного АПВ (короткое замыкание осталось); площадка ускорения не ограничена и угол непрерывно увеличивается согласно характеристикеf''e.
Примерные характеристики при коротком замыкании и последующем пофазном АПВ или при АПВ на двухцепной линии представлены на рис. 3.15.