Динамическая устойчивость при к.з. на линий

Если статическая устойчивость характеризует установившийся режим системы, то при анализе динамической устойчивости проверяется способность системы сохранять синхронный режим работы при больших его возмущениях. Большие возмущения возникают при коротких замыканиях, отключении линий электропередачи, генераторов, трансформаторов и т.п. К большим возмущениям также относятся изменение мощности крупной нагрузки, потеря возбуждения мощного генератора, включение крупных двигателей. Одним из следствий возникшего возмущения является отклонение скоростей вращения роторов генераторов от синхронной. Если после какого-либо возмущения взаимные углы векторов примут определённые значения (их колебания затухнут около каких-либо новых значений), то считается, что динамическая устойчивость сохраняется. Если хотя бы у одного генератора ротор начинает проворачиваться относительно поля статора, то это признак нарушения динамической устойчивости. В общем случае о динамической t, полученным в) (f = dустойчивости системы можно судить по зависимостям результате совместного решения системы уравнений движения роторов генераторов. Но существует более простой и наглядный метод, основанный на энергетическом подходе к анализу динамической устойчивости, который называется графическим методом или методом площадей. Главным средством, обеспечивающим динамическую устойчивость всех электропередач, служит быстрое отключение коротких замыканий, что осуществляется с помощью быстродействующих релейных защит и быстродействующих выключателей. Полное время ликвидации коротких замыканий на современных электропередачах составляет 0 12 - 0 16 сек. К основным средствам, повышающим динамическую устойчивость, в первую очередь относится быстрое отключение коротких замыканий, а также быстрое кратковременное снижение мощности (сильное регулирование мощности) паровых турбин, отключение части генераторов или аварийное. Для сохранения устойчивости системы и предотвращения длительной глубокой посадки напряжения нередко требуется весьма быстрое отключение коротких замыканий. Так, например, защита всех элементов сети, короткое замыкание в которых вызывает посадку напряжения на тинах электростанции ниже 0 5 - 0 6 номинального, доли на быть выполнена без выдержки времени. Для сохранения устойчивости системы и предотвращения длительного значительного снижения напряжения нередко требуется весьма быстрое отключение коротких замыканий. Так, например, защита всех элементов сети, короткое замыкание в которых вызывает снижение напряжения на шинах электростанции ниже 0 5 - 0 6 номинального, должна быть выполнена без выдержки времени. Для токопроводов, отходящих от шин понижающих подстанций, допустима некоторая выдержка времени (по согласованию с энергосистемой), однако желательно, чтобы она была наименьшей, что сократит объем повреждений и повысит возможности восстановления нормальной работы успешным действием автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического ввода резерва (АВР), самозапуском электродвигателей, втягиванием в синхронизм и пр. Для выяснения принципиальных положений динамической устойчивости рассмотрим явления, возникающие при внезапном отключении одной из двух параллельных цепей электропередачи (см. рисунок 12.1), связывающей удаленную станцию с шинами неизменного напряжения.

Рисунок 12.1

Схема замещения в нормальном режиме (до отключения цепи) представлена на рисунке 12.2,а. Индуктивное сопротивление систем

Х_с = Х_г + Х_т1 + 0,5Х_л + Х_т2,

определяет амплитуду характеристики мощности в этих условиях:

.

Рисунок 12.2

При отключении одной цепи линии электропередачи индуктивное сопротивление системы получает новое значение

Х_с1 = Х_г + Х_т1 + Х_л + Х_т2,

которое больше, чем в нормальном режиме. Амплитуда характеристики мощности при отключении цепи соответственно уменьшается до значения ЕU/Х_с1.

Характеристики мощности в условиях нормального режима и при отключенной цепи показаны на рисунке 12.3.

Рисунок 12.3

Нормальному режиму соответствует кривая I, режиму после отключения – кривая II. Точка а и угол δ₀ при мощности Р₀определяют режим работы до отключения. Точка b определяет режим работы после отключения при том же значении угла δ = δ₀, что и в нормальном режиме.

Таким образом, в момент отключения цепи режим работы изменяется и характеризуется не точкой а, а точкой b на новой характеристике, что обусловливает внезапное уменьшение мощности генератора. Мощность турбины остается при этом неизменной и равной Р₀, так как регуляторы турбин реагируют на изменение частоты вращения агрегата, которая в момент отключения цепи сохраняет свое нормальное значение.

Неравенство мощностей, а следовательно, и моментов на валу турбины и генератора вызывает появление избыточного момента, под влиянием которого агрегат турбина – генератор начинает ускоряться. Связанный с ротором генератора вектор ЭДС начинает вращаться быстрее, чем вращающийся с неизменной синхронной скоростью ω₀вектор напряжения шин приемной системы .

Поиск по сайту: