Анализ динамической устойчивости электроэнергетической системы

При включенном выключателе Q системы бесконечной мощности GS схема замещения в нормальном режиме будет аналогична схеме замещения простейшей системы (см. рисунок 2).

Расчеты выполняются для трехфазного и двухфазного на землю коротких замыканий. Короткое замыкание происходит в начале цепи линии W. Качественный анализ устойчивости ЭЭС проведем при наличии на эквивалентном генераторе G1 регуляторов возбуждения пропорционального действия, принимая изменяющуюся в момент коммутации ЭДС за постоянную величину Е = const [3].

Оценка динамической устойчивости электропередачи при двухфазном коротком замыкании на землю

Для нормального режима работы все параметры берем из подраздела 1.5. Характеристика мощности имеет следующий вид.

;

В послеаварийном режиме (режим II) происходит отключение цепи линии W, на которой произошло короткое замыкание. Тогда сопротивление сети составит.

Находим взаимное сопротивление

Характеристика мощности в послеаварийном режиме примет следующий вид.

В аварийном режиме в месте аварии вводится шунт с сопротивлением.

Определим результирующие сопротивления схем обратной (рисунок 14) и нулевой последовательностей (рисунок 15). В схеме замещения обратной последовательности сопротивления трансформатора Т1 и линии W остаются неизменными (см. раздел 1), а сопротивление генератора G1 пересчитывается. ЭДС источников равны нулю.

Рисунок 13 — Схема замещения обратной последовательности.

Преобразуем схему замещения обратной последовательности.

;

;

В схеме замещения нулевой последовательности сопротивления двухцепной линии W увеличивается в пять раз.

Генератор G1 в схеме замещения нулевой последовательности участвовать не будет, так как находится за обмоткой трансформатора Т1, соединенной в треугольник.

Рисунок 14 — Схема замещения нулевой последовательности.

Определим сопротивление шунта при двухфазном коротком замыкании на землю, рисунки 16 и 17.

Рисунок 15 — Схема замещения аварийного режима.

Преобразуем схему к расчетному виду.

Рисунок 16 — Комплексная схема замещения прямой последовательности.

.

Для определения предельного угла отключения пользуются критерием динамической устойчивости.

Выражение для определения предельного угла отключения:

,.

где — максимальная мощность генератора в послеаварийном режиме;

• — максимальная мощность генератора в аварийном режиме;
• — мощность генератора в нормальном режиме;
• — критический угол, равный

;

;

Система неустойчива при двухфазном коротком замыкании на землю и требует отключения по условию сохранения динамической устойчивости.

Характер изменения угла д^/(t), по которому можно найти предельное время отключения короткого замыкания определится решением дифференциального уравнения относительно движения ротора эквивалентного генератора.

.

где Т_j — постоянная инерции эквивалентного генератора G1, равная.

где 1,1 — учет турбины гидрогенератора.

Решим дифференциальное уравнение методом последовательных интервалов. Принимаем шаг интегрирования Дt = 0,05 с. При этом коэффициент k будет равен.

Первый интервал (0−0,05) с.

;

;

;

Второй интервал (0,05−0,1) с.

;

;

;

Расчет динамической устойчивости электропередачи при трехфазном коротком замыкании

При трехфазном коротком замыкании характеристики мощности нормального и послеаварийного режимов остаются прежними, как и при двухфазном коротком замыкании на землю.

Определим взаимное сопротивление аварийного режима.

Характеристика мощности в аварийном режиме.

.

Определим предельный угол отключения.

;

Система неустойчива и требует отключения по условию сохранения динамической устойчивости. Решим дифференциальное уравнение методом последовательных интервалов.

Первый интервал (0−0,05) с.

;

;

;

Второй интервал (0,05−0,1) с.

электроэнергетический замыкание динамический.

;

;

;

Без выявления характера изменения угла предельное время можно найти интегрированием уравнения движения ротора при. В результате получим.

.

где.