9.5. Способ приближенного определения положения эцк

Применение этого способа рассмотрено при двухчастотном асинхронном режиме на примере работы электростанции на мощную энергосистему – рис. 9.9.

Рис. 9.9. Определение положения ЭЦК:

а – схема связи электростанции с ЭЭС;

б – построение для определения положения ЭЦК.

Схема упрощается для такой, которая представляет собой последовательно включенные реактивные сопротивления генераторов, трансформаторов, линий, и приводится к одной ступени напряжения. Сопротивления откладываются по оси Х. Векторы ЭДС или напряжений по концам схемы откладываются перпендикулярно к оси Х в противоположные стороны, что соответствует углу =180⁰. Наклонная прямая MN, соединяющая концы этих векторов, дает возможность определить значения минимальных напряжений во всех промежуточных точках (U_min на шинах электростанции). Точка пересечения линии MN с осью Х указывает положение центра качаний.

Контрольные вопросы

1. Какие характерные признаки асинхронного режима?

2. В чем состоит опасность асинхронного режима?

3. Какие способы выявления асинхронного режима?

4. Как в соответствии с назначением автоматика ликвидации асинхронного режима действует и на какие электроэнергетические объекты?

5. В чем состоит функциональное различие между несколькими ступенями АЛАР?

6. Как достигается отстройка измерительной части АЛАР, фиксирующей наступление асинхронного режима, от возникновения КЗ, неисправностей в измерительных цепях напряжения и от синхронных качаний генераторов?

7. Как функционирует и какие управляющие воздействия вырабатывает первая ступень устройства АЛАР?

8. Как действует и какие управляющие воздействия формирует вторая ступень устройства АЛАР?

9. Какие из измерительных реле определяют ускоряющие или тормозящие противоаварийные управляющие воздействия на синхронные генераторы, необходимые для прекращения (ликвидации) асинхронного режима?

10. Для чего необходим счетчик циклов асинхронного режима второй ступени и элемент выдержки времени t₂ третьей ступени АЛАР?

Глава 10. Устройства автоматического ограничения повышения напряжения

10.1. Причины возникновения перенапряжений

В электрических сетях энергосистем возможны режимы, характеризующиеся перенапряжениями на электрооборудовании. Эти перенапряжения в основном вызваны внезапным изменением установившегося режима работы электроустановок, отключением электрических цепей, содержащих индуктивности, емкости, например линий, трансформаторов, установок продольной емкостной компенсации. Такие перенапряжения получили название внутренних.

Внутренние перенапряжения делятся на коммутационные и резонансные.

Коммутационные перенапряжения возникают в момент отключения электрических цепей, их действие кратковременно. Продолжительность коммутационных перенапряжений составляет доли секунды, максимум перенапряжений возникает в момент времени 0,01-0,03 с после начала коммутации. Амплитуда перенапряжений зависит от большого числа факторов: от момента коммутации, от быстродействия выключателей, от очередности отключения отдельных фаз выключателя.

Резонансные перенапряжения обусловлены наличием индуктивных и емкостных элементов, которые создают условия резонанса. Резонансные перенапряжения могут существовать более длительное время до тех пор, пока не будет изменена схема сети, не вступят в работу регуляторы возбуждения и напряжения, не подействуют другие устройства автоматики.

Основным средством ограничения коммутационных перенапряжений являются разрядники, ограничивающие уровень перенапряжений до допустимых значений.

Однако для изоляции электрооборудования опасными являются и меньшие уровни напряжения, если они существуют более длительное время, т.е. существует зависимость допустимых перенапряжений от длительности их воздействия. Допустимые уровни перенапряжений в зависимости от их длительности, например для силовых трансформаторов и автотрансформаторов 750 кВ, приведены ниже.

Основным средством ограничения резонансных перенапряжений являются шунтирующие реакторы, подключаемые к линиям электропередачи или к шинам подстанций. Включение шунтирующих реакторов приводит к ликвидации резонанса или к существенному его ослаблению.

Номинальное напряжение сети, кВ	Оборудование	Допустимое повышение напряжения (в долях Uраб max) при длительности воздействия, с
		1200	20	1	0,1
750	Силовые трансформаторы и автотрансформаторы	1,10	1,25	1,67	1,76

Наиболее значительные повышения напряжения возникают при подключении линии к источнику напряжения только с одной стороны (режим одностороннего включения). Режим одностороннего включения линии может иметь место при включении линии для синхронизации, при этом длительность такого режима может составлять 5—10 мин и более. Этот режим может возникнуть также при аварийном отключении линии с одной стороны или при действии АПВ на одной стороне линии.

Ориентировочную оценку перенапряжений в режиме одностороннего включения линии можно дать, используя Т-образную схему замещения линии (рис. 10.1), в которой Хс представляет собой эквивалентное сопротивление равномерно распределенной емкости линии относительно земли.

Ток в линии в режиме ее одностороннего включения определяется емкостной проводимостью линии относительно земли:

. (10.1)

Напряжение на отключенном конце линии,

. (10.2)

Напряжение на включенном конце линии

. (10.3)

Из выражений следует, что напряжение на отключенном и включенном концах линии электропередачи больше значения ЭДС энергосистемы Е₁. Это повышение напряжения тем выше, чем меньше мощность питающей энергосистемы (больше сопротивление системы Х₁) и чем больше длина линии. Указанные выражения показывают также, что напряжение в начале линии U₁ меньше напряжения в конце линии U₂. Данные соотношения напряжений иллюстрируются векторной диаграммой на рис. 10.1.

Р

U₁

E₁

U₂

E₂

E₁

X₁

U₁

Х_Л/2

U_C

Х_Л/2

U₂

ассчитанные по выражениям (10.2) и (10.3), напряжения на линии могут значительно превышать ЭДС энергосистемы. Однако в реальных условиях уровень перенапряжений не превышает трехкратных значений. Уже начиная с напряжения (1,2 -1,5) U_Ф на линии появляется корона, которая существенно изменяет характеристики линии электропередачи: значительно увеличивается активная проводимость линии и емкость линии относительно земли. Рассмотрим схемы устройств автоматического ограничения повышения напряжения при одностороннем включении линии.

Р

a)

б)

X_C

I_C

Q_Л

Q₁

I_C

E₁

U₂

U₁

в)

ис. 10.1. Схема электропередачи (а), расчетная схема замещения (б), векторная диаграмма (в), поясняющие возникновение резонансных перенапряжений в режиме одностороннего включения линии.