Расчет предельного угла и времени отключения кз для одномашинной системы

Для схем нормального, аварийного и послеаварийного режимов необходимо найти сопротивление связи и, принимая ЭДС эквивалентного генератора станции "А" во всех режимах постоянной и равной переходной, а напряжение на шинах подключения нагрузки неизменным, рассчитать статические характеристики электромагнитных мощностей и провести по ним анализ динамической устойчивости генератора.

Нормальный режим

Согласно заданию в нормальном режиме генераторы станции "А" работают на шины неизменного напряжения и частоты (U_С = U_Н = const, ω = const), передавая активную мощность P₀ = P₁₍₀₎ через Т1, Т2, двухцепную ЛЭП и Т4 (рис. 7).

Рис. 7. Схема замещения одномашинной системы в нормальном режиме.

Т.к. в приближенных расчетах в течение всего динамического перехода генераторы замещаются переходной ЭДС за переходным сопротивлением, то параметры для характеристики нормального режима можно позаимствовать из предыдущего раздела (для генераторов с АРВ ПД):

В этих условиях при неучете активных сопротивлений элементов сети характеристика электромагнитной мощности генераторов станции "А" нормального режима будет описываться выражением ([1], стр. 18):

Проверка по исходному режиму:

Аварийный режим (двухфазное кз на землю)

На расстоянии L_К от шин станции "А" на одной из цепей линии происходит двухфазное КЗ на землю (К^(1,1)), появляется поперечная несимметрия. В этом случае схема замещения представляет собой схему замещения нормального режима, в которой между точкой КЗ и землей подключен шунт, составленный из параллельно соединенных суммарных сопротивлений схем обратной и нулевой последовательности (рис. 8).

Рис. 8. Схема замещения одномашинной системы в аварийном режиме.

Сопротивления участков линии до и после точки КЗ (отношение L_К/L берется из табл. 2):

Сопротивление шунта в схеме, эквивалентной токам прямой последовательности:

Для определения сопротивления шунта найдем суммарные сопротивления схем обратной и нулевой последовательностей.

В схеме замещения обратной последовательности отсутствуют ЭДС источников, в точке КЗ имеет место напряжение обратной последовательности и сопротивление эквивалентного генератора изменено на сопротивление токам обратной последовательности (рис. 9).

Рис. 9. Схема замещения обратной последовательности.

Пересчитаем сопротивление эквивалентного генератора станции для токов обратной последовательности (сопротивление одного генератора токам обратной последовательности в о.е., приведенное к его номинальным параметрам дано в табл. 1):

Для определения X_2Σ упростим схему замещения обратной последовательности. Прежде всего, треугольник X_Л, X'_Л, X''_Л преобразуем в эквивалентную звезду:

Рис. 10. Упрощение схемы замещения обратной последовательности.

Тогда суммарное сопротивление схемы обратной последовательности найдется как:

Рис. 11. Эквивалентная схема замещения обратной последовательности.

В схеме замещения нулевой последовательности отсутствуют ЭДС источников и сопротивления за обмоткой эквивалентного трансформатора, соединенной в треугольник, в точке КЗ имеет место напряжение нулевой последовательности, схема двухцепной ЛЭП преобразована с учетом влияния грозозащитного троса и взаимной индуктивности цепей (рис. 12).

Рис. 12. Схема замещения нулевой последовательности.

Пересчитываем сопротивление цепи линии (также участков цепи относительно точки КЗ) и определяем сопротивления взаимоиндукции с учетом примечания 4 к исходным данным:

Для определения X_0Σ упростим схему замещения обратной последовательности. Прежде всего, треугольник X_Л0- X_М, X'_Л0- X'_М, X"_Л0- X"_М преобразуем в эквивалентную звезду (запись знаменателя обусловлена равенствами X_Л0 = X'_Л0 + X''_Л0 и X_М = X'_М + X''_М):

Рис. 13. Упрощение схемы замещения нулевой последовательности.

Тогда суммарное сопротивление схемы нулевой последовательности найдется как:

Рис. 14. Эквивалентная схема замещения нулевой последовательности.

Зная суммарные сопротивления схем обратной и нулевой последовательностей, найдем сопротивление шунта в схеме, эквивалентной токам прямой последовательности и преобразуем эту схему.

Рис. 15. Упрощение схемы эквивалентной токам прямой последовательности.

Здесь сопротивления эквивалентной звезды X₁, X₂, X₃ равны соответствующим сопротивлениям, полученным при преобразовании схемы обратной последовательности:

Для полученной Т-образной схемы замещения сопротивление связи определится по формуле преобразования звезды в эквивалентный треугольник:

Тогда характеристика электромагнитной мощности аварийного режима запишется как: