5.2 Аналіз аварійних ситуацій
Аналіз аваріних ситуацій в ЕЕС і вибір протиаварійних заходів (способів дій) для відновлення нормального режиму роботи передує розробці технічних засобів ПА. Основу такого аналізу складають розрахунки стійкості паралельної роботи ЕЕС, які виконуються з урахуванням можливості впливу на перехідні процеси. Ці розрахунки виконуються за допомогою різних обчислювальних засобів (аналогових і цифрових ЕОМ, розрахункових моделей) при деякому спрощенні схем ЕЕС. Спрощення досягається створенням еквівалентних частин ЕЕС і необхідне тому, що в схемах найпростішої конфігурації можна найбільш наочно виявити протікання перехідного процесу, вибрати спосіб дії на нього і розміщення пристроїв ПА.
Рисунок 5.2 - Двомашинна схема ЄЕС
Аварійні ситуації, способи впливу на перехідні процеси, а також задачі, що стоять перед ПА, і функції, які ними виконуються, зручно розглянути на прикладі двомашинної схеми (рис. 5.2). Така схема може бути утворена в результаті розподілу ЕЕС на несинхронно працюючі частини (повітряні лінії ВЛЗ, ВЛ4 відділених частин ЕЕС, що показані пунктиром). Рівняння руху ЕЕС, нехтуючи втратами в лініях і властивостями самовирівнювання (асинхронним моментом генераторів і регулюючим ефектом навантаження).
(5.1)
де
—
кут зсуву фаз між ЕРС
генераторів;
—
виниклий дефіцит або надлишок (небаланс)
потужності;
—
еквівалентна постійна часу інерції
мас, що обертаються, в ЕЕС
де
— постійні часу інерції еквівалентних
агрегатів.
Значення можна визначити з виразу
(5.2)
де
—
потужності турбін першої і другої
електростанцій (TGI,
TG2);
— електричні потужності
навантаження електростанцій.
За допомогою рівнянь (5.1) і (5.2) можна проаналізувати найбільш характерні аварійні ситуації: надлишок потужності в частині передачі TG1, дефіцит потужності в приймальній частині TG2 і ослаблення передачі (відключення однієї з паралельно працюючих ділянок ліній ВЛ1, ВЛ2].
Всі три вказані випадки ілюструються двома характеристиками потужності електропередачі (рис. 5.3 і 5.4). Згідно рис. 5.3 після початкового режиму
Рис. 5.3. Рис. 5.4.
Pиcунок 5.3- Характеристика потужності електропередачі по
Рисунок 5.4- Характеристика
потужності електропередачі по
(крива 0) і режиму короткого
замикання (к. з.) (крива /) стан електропередачі
визначається посляаварійною характеристикою
(крива //), амплітуда якої
перевищує механічну потужність
агрегатів
передаючої частини в початковому режимі,
тобто забезпечуються умови статичної
стійкості післяаварійного режиму. На
рис. 5.4 показаний випадок, коли
і умови
статичної стійкості післяаварійного
режиму не дотримуються, але можуть бути
відновлені зниженням механічної
потужності
на
значення
.
Потужності
і
визначаються нормативними вимогами,
відповідно до яких запас статичної
стійкості електропередач по потужності
повинен бути не менш 20% в нормальному
режимі і 8% в короткочасному післяаварійному
режимі (до втручання персоналу).
В обох випадках виникає площа прискорення як результат надлишку кінетичної енергії роторів агрегатів станції TG1. Ця енергія, накопичена ними під час динамічного переходу (аварії), для дотримання умов динамічної стійкості повинна бути погашена. Оскільки на рис. 5.4 площа гальмування відсутня, то вона повинна бути створенаштучним зменшенням на деяке значення .