Определение предельного времени отключения в точке К1 при однофазном замыкании, при двухфазном замыкании на землю, трёхфазном замыкании.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Расчёты динамической устойчивости выполняются при дважды: при условии , при учёте реакции якоря и действия регулятора возбуждения, форсирующего

6.1 Расчёт динамической устойчивости при

При расчётах, связанных с коротким замыканием в системе, процесс обычно разбивают на три стадии режимов: нормальный, аварийный и послеаварийный. Для удобства параметры нормального режима обозначаются индексом I, послеаварийного – II, аварийного – III.

Нормальный режим. Расчёт нормального режима ничем не отличается от ранее выполненных расчётов в разделе 2 и схема замещения остаётся той же, только вместо используется . Сохраняются также значения переходной э.д.с. и угла

рис.11 Схема замещения нормального режима

Значение мощности передаваемой в нормальном режиме:

Её предельное значение, при ,

Аварийный режим. Для расчёта аварийного режима при однофазном и двухфазном замыкании на землю требуется определить шунт к.з. [1]. Для этого нужно составить схемы замещения обратной и нулевой последовательностей. (рис.11)

рис.11 Схемы замещения:

а)Обратной последовательности;

б)Нулевой последовательности.

Сопротивление обратной последовательности генератора:

Сопротивление нулевой последовательности линии:

Эквивалентные сопротивления схем обратной и нулевой последовательностей:

Сопротивления шунтов:

На основании правила эквивалентности прямой последовательности для заданной точки к.з. (К-1 в начале линии) схему замещения аварийного режима можно представить в виде рис.12:

рис.12 Схема замещения для аварийного режима

Затем следует определить взаимное сопротивление в аварийном режиме:

Передаваемая мощность в аварийном режиме без учёта активных сопротивлений элементов схемы и её предельное значение (при ):

при однофазном к.з.:

при двухфазном к.з. на землю:

при трёхфазном к.з. , т.к. вся мощность генератора идёт на питание точки к.з.

Послеаварийный режим наступает после отключения к.з. В данной работе отключение к.з. сопровождается отключением одной из параллельных цепей ЛЭП, т.е. в послеаварийном режиме сопротивление линии увеличится в два раза, а в остальном – схема замещения послеаварийного режима остаётся той же, что и в нормальном режиме. Тогда результирующее сопротивление СЗ:

Мощность, передаваемая в послеаварийном режиме, и её предельное значение:

Для построения графических зависимостей необходимо определить значения при разных значениях угла . Расчёт и построение проводится в редакторе MS Excel. Результаты расчёта приведены в таблице 4 и на рисунке 13.

Таблица 4

δ ' (градусы)	P^I	P^II	P^III₍₁₎	P^III_{(1, 1)}	P^III₍₃₎	P_o
	0, 000	0, 000	0, 000	0, 000		0, 215
	0, 086	0, 067	0, 053	0, 032		0, 215
	0, 169	0, 132	0, 105	0, 062		0, 215
	0, 247	0, 194	0, 154	0, 091		0, 215
	0, 318	0, 249	0, 198	0, 117		0, 215
	0, 378	0, 296	0, 236	0, 139		0, 215
	0, 428	0, 335	0, 267	0, 158		0, 215
	0, 464	0, 364	0, 289	0, 171		0, 215
	0, 486	0, 381	0, 303	0, 179		0, 215
	0, 494	0, 387	0, 308	0, 182		0, 215
	0, 486	0, 381	0, 303	0, 179		0, 215
	0, 464	0, 364	0, 289	0, 171		0, 215
	0, 428	0, 335	0, 267	0, 158		0, 215
	0, 378	0, 296	0, 236	0, 139		0, 215
	0, 318	0, 249	0, 198	0, 117		0, 215
	0, 247	0, 194	0, 154	0, 091		0, 215
	0, 169	0, 132	0, 105	0, 062		0, 215
	0, 086	0, 067	0, 053	0, 032		0, 215
	0, 000	0, 000	0, 000	0, 000		0, 215

рис 13. Угловые характеристики

Вывод: из графика (рис.13) следует, что имеется возможность устойчивой работы системы без отключения однофазного к.з., т.к. по графику для однофазного к.з. соблюдается условие динамической устойчивости (ДУ) системы согласно методу площадей: , т.е. площадка возможного торможения больше площадки ускорения ротора. Для сохранения ДУ системы при остальных (рассмотренных) видах к.з. требуется их отключение в связи с нарушением в этих случаях ДУ системы (т.е. ).

Находим предельный угол отключения к.з., при котором соблюдается условие , для двухфазного к.з. на землю и для трёхфазного к.з.:

, где:

для двухфазного к.з. на землю:

для трёхфазного к.з.:

По найденным углам отключения строятся площадки ускорения и площадки торможения для обоих видов к.з., причем площадка ускорения должна быть равна площадке торможения:

рис.14 Угловые характеристики для двухфазного к.з. на землю

рис. 15 Угловые характеристики для трёхфазного к.з.

Для получения количественной оценки результатов расчёта необходимо представить в виде интегрального выражения:

Однофазное к.з.:

Площадка ускорения

где

Площадка возможного торможения

где

То есть , следовательно, ДУ обеспечивается.

Вывод: при однофазном к.з. в точке К-1 генератор G₁ дополнительно нагружается, сохраняя ДУ в системе без отключения к.з., то есть отключать однофазное к.з. в начале линии при данных условиях необходимости нет.

Двухфазное к.з. на землю:

То есть , следовательно, угол отключения найден верно.

Трёхфазное к.з.:

То есть , следовательно, угол отключения найден верно.

Требуется найти предельное время отключения к.з.. Для этого необходимо построить зависимость , т.е. траекторию движения ротора генератора. Эта траектория может быть определена решением дифференциального уравнения движения, т.е. его интегрирования. Уравнение относительного движения имеет вид [2]:

где - мощность, отдаваемая генератором в сеть.

Решение уравнения движения следует определять методом последовательных интервалов [2]. Шаг интегрирования для решения данной задачи рекомендуется принимать равным

Постоянная инерции передающей станции:

Коэффициент:

Первый расчетный интервал 0÷ 0, 05с.

Электрическая мощность отдаваемая генератором в первый момент после возникновения к.з. определяется по формуле:

Избыток мощности в начале интервала (t=0):

Приращение угла за первый интервал:

Угол в конце первого интервала:

Второй расчётный интервал0, 05÷ 0, 1с.

Электрическая мощность отдаваемая генератором в начале второго интервала определяется по формуле:

Избыток мощности в начале интервала (t=0, 05):

Приращение угла за второй интервал:

Угол в конце второго интервала:

Таким образом, продолжается расчёт третьего и последующих интервалов аварийного режима. Длительность аварийного режима определяется предельным углом отключения. Результаты расчёта сводятся в таблицу 5.

Таблица 5

t, сек	K	P, о.е.	∆ P, о.е.	∆ δ n', град	δ n', град
0-0, 05		0, 079	0, 136	1, 7	27, 481
0, 05-0, 1		0, 083985	0, 131015	4, 975382	32, 45638
0, 1-0, 15		0, 097672	0, 117328	7, 908591	40, 36497
0, 15-0, 2		0, 117873	0, 097127	10, 33676	50, 70174
0, 2-0, 25		0, 140842	0, 074158	12, 1907	62, 89244
0, 25-0, 3		0, 162008	0, 052992	13, 51551	76, 40795

При t=0, 3с. угол превысил значение предельного угла отключения , следовательно расчёт аварийного режима закончен.

Рис.16 Зависимость для двухфазного к.з. на землю

Предельное время отключения двухфазного к.з. на землю t=0, 299c.

Предельное время отключения, найденное с помощью метода последовательных интервалов, следует сопоставить с предельным временем отключения, полученным по типовым кривым.

При определении предельного времени отключения по типовым кривым используется дифференциальное уравнение движения ротора генератора:

где , - приведённая мощность первичного двигателя.

по номограммам определяется предельное время отключения .

Действительное предельное время отключения:

Расчёт для трёхфазного к.з.

При определении предельного времени отключения для трёхфазного к.з. в начале линии, напряжение в этой точке снижается до нуля. Передаваемая мощность по линии определяется: , где напряжения в начале и конце линии. Поскольку напряжение в начале линии в момент трёхфазного к.з. становится равным нулю, то мощность тоже становится равной нулю и остаётся такой в течение всего аварийного режима. Поэтому небаланс мощности .

Первый расчётный интервал 0÷ 0, 05с.

Приращение угла за первый интервал:

Угол в конце первого интервала:

Второй расчётный интервал0, 05÷ 0, 1с.

Приращение угла за второй интервал:

Угол в конце второго интервала:

Таблица 6

t, сек	K	∆ P, о.е.	∆ δ _n', град	δ _n', град
0-0, 05		0, 215	2, 687	28, 468
0, 05-0, 1		0, 215	8, 062	36, 53
0, 1-0, 15		0, 215	13, 437	49, 967
0, 15-0, 2		0, 215	18, 812	68, 779
0, 2-0, 25		0, 215	24, 187	92, 966

рис.17 Зависимость для трёхфазного к.з.

Предельное время отключения трёхфазного к.з. t=0, 205с.

Рис.18 Зависимости для двухфазного к.з. на землю и трёхфазного к.з.

Для данного вида к.з. предельное время отключения найдем также по формуле, без использования типовых кривых:

, что полностью совпадает с найденным методом последовательных интервалов.

Вывод: проведённый расчёт показал, что трёхфазное к.з. является наиболее тяжёлым, с точки зрения динамической устойчивости, видом к.з. для генератора (предельное время отключения трёхфазного к.з. получилось значительно меньше, чем предельное время отключения двухфазного к.з. на землю), что подтверждает теорию электромеханических переходных процессов. В режиме однофазного к.з., динамическая устойчивость сохраняется, и отключение данного вида к.з. (для обеспечения динамической устойчивости) не требуется.

7. Список используемой литературы:

1. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 1970 – 517с.

2. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. –М.: Высш. Школа, 1978 – 415с.

3. В.П.Кычаков, В.И.Тарасов. Электромеханические переходные процессы в электрических системах: методические указания к выполнению курсовой работы. –Иркутск: Издательство ИПИ, 1993 – 31с.

4. Лыкин А.В. Электрические системы и сети: Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – c.

5. Курс лекции по переходным процессам В.И.Тарасова, 2006г.

⇐ Предыдущая 1 2 34

Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 84; Нарушение авторского права страницы