 |
Расчет предельного угла и времени отключения КЗ для одномашинной системы
|
|
Данный расчет выполняется для одномашинной системы, представляющей собой генератор станции «А», работающей на шины неизменного напряжения и неизменной частоты.
Условием динамической устойчивости одномашинной системы является неравенство Fв.тор³Fуск, гдеFв.тор – площадь возможного торможения; Fуск– площадь ускорения.
Предельному углу отключения КЗ с точки зрения сохранения динамической устойчивости соответствует условие Fв.тор=Fуск.
Для нахождения Fв.тор и Fуск необходимо построить характеристики электромагнитной мощности генераторов станции «А», соответствующих различным условиям работы внешней сети.
В приближенных расчетах в течение всего динамического перехода генераторы учитываются параметрами Е`=const и Xd`. В этих условиях, при неучёте активных сопротивлений элементов сети характеристики электромагнитной мощности генераторов станции «А» будут описываться выражением
,
в котором Хс(i) для каждого i-того режима будет индивидуальным, а величины Е`1(0) остаются такими же, что и в нормальном режиме.
В нормальном режиме генераторы станции «А» работают на шины неизменного напряжения и частоты (Uн=const, w=const), передавая активную мощность Р10через Т1, Т2, двухцепную ЛЭП и Т4. Параметры для характеристики нормального режима:
Е`*1(0)= 
,
δ0=δ1(0)=35,454o, Хс(1)=Хс1=1,935, Р0=Р1(0)=0,448
Рисунок 7 – Схема замещения одномашинной системы в нормальном режиме
Характеристика электромагнитной мощности генераторов станции «А» в нормальном режиме будет описываться выражением:
.
Перед построением характеристики осуществим контрольную проверку
.
Расчет сделан верно.
Аварийный режим (K(1,1))
Схема замещения аварийного режима представляет собой схему нормального режима, в которой в точке КЗ подключен поперечный шунт.
Рисунок 8 – Схема замещения одномашинной системы при K(1,1)
Сопротивление каждой цепи линии:
.
Сопротивления участков линии до и после точки КЗ:
В случае K(1,1): 
Для определения добавочного сопротивления необходимо найти суммарные сопротивления обратной и нулевой последовательностей, для этого строятся схемы замещения соответствующих последовательностей.
Схема обратной последовательности аналогична схеме прямой последовательности. Отличие состоит лишь в том, что ЭДС всех генерирующих ветвей принимаются равными нулю, а в месте короткого замыкания приложено напряжение обратной последовательности (U2k). В расчетах сопротивления всех элементов принимают равными аналогичным сопротивлениям прямой последовательности.
Рисунок 9 – Схема замещения обратной последовательности
Преобразуем треугольник XЛ, X'Л, X''Л в эквивалентную звезду:
Рисунок 10 – Преобразованная схема замещения обратной последовательности
Суммарное сопротивление схемы обратной последовательности:
Рисунок 11 - Эквивалентная схема замещения обратной последовательности
Схема нулевой последовательности существенно отличается от схем прямой и обратной, так как путь ее токов отличается от пути, по которому циркулируют токи прямой и обратной последовательностей.
Рисунок 12 – Схема замещения нулевой последовательности
Сопротивление цепи линии (также участков цепи относительно точки КЗ) и сопротивления взаимоиндукции:
Преобразуем треугольник XЛ0, X'Л0, X''Л0 в эквивалентную звезду:
Рисунок 13 - Преобразованная схема замещения нулевой последовательности
Суммарное сопротивление схемы нулевой последовательности: 
Рисунок 14 - Эквивалентная схема замещения нулевой последовательности
Сопротивление шунта:
.
Рисунок 15 - Упрощенная схема замещения одномашинной системы при K(1,1)
Сопротивления эквивалентной звезды X1, X2, X3 равны соответствующим сопротивлениям, полученным при преобразовании схемы обратной последовательности: 
Сопротивление связи определяется из преобразования звезды в эквивалентный треугольник:
Характеристика электромагнитной мощности аварийного режима:
.