1.2 Расчет статической устойчивости двухмашинной энергосистемы с генераторами, снабженными арв сильного действия
В приближенных расчетах действие АРВ сильного действия учитывается тем, что соответствующие генераторы представляются в схеме замещения параметрами Uг=const и Хг=0. Для генераторов, снабженных АРВ СД, в схеме замещения будут отсутствовать XГ, а Е` заменится шинами UГ.
Рисунок 5 – Преобразованная схема замещения системы с генераторами, снабженными АРВ СД
Продольные сопротивления:
Собственные и взаимное сопротивления схемы замещения:
Дополняющие углы сопротивлений:
Расчет исходного режима. Векторы напряжения на шинах электрических станций «А» и «Б» в исходном режиме:
Относительный угол между векторами напряжения в исходном режиме
Характеристики электромагнитных мощностей станций «А» и «Б»:
Перед построением характеристик осуществляется контрольная проверка по результатам исходного режима:
Расчет сделан верно.
Максимальные значения электромагнитных мощностей станций:
Коэффициенты запаса статической устойчивости для каждой станции:
Запас устойчивости электропередачи, связывающий станцию с шинами энергосистемы, должен быть не менее 20% в нормальном режиме. Коэффициенты запаса устойчивости для станций А и Б удовлетворяют этому условию.
Границы статической апериодической устойчивости определятся из условия равенства нулю удельного относительного ускорения роторов эквивалентных генераторов станций:
;
Рисунок 6 - Угловые характеристики и границы статической устойчивости двухмашинной энергосистемы с АРВ СД
Выводы:
Замещение генератора с АРВ СД шинами с неизменным напряжением правомерно, вследствие того, что механизм АРВ СД в состоянии поддерживать практически неизменное напряжение на выводах генератора при изменении передаваемой мощности.
При сравнении статических характеристик, полученных для АРВ ПД и СД генераторов, обнаруживается следующее: для АРВ СД значения максимумов электромагнитной мощности обоих генераторов выше, следовательно больше коэффициенты запаса статической устойчивости, угол расхождения фаз ЭДС генераторов уменьшается. Если судить по схемным параметрам, то увеличение электромагнитной мощности обусловлено уменьшением взаимных и собственных сопротивлений П-образной схемы замещения за счет исключения из схемы замещения генераторов переходных сопротивлений по продольной оси. В реальных системах АРВ СД лучше поддерживает напряжение на выводах генератора с ростом передаваемой мощности, а т. к. генераторное напряжение участвует в выражении для электромагнитной мощности, то и характеристика для АРВ СД пройдет выше, чем характеристика для АРВ ПД.
2. 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.торFуск, где Fв.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, =const), передавая активную мощность Р10 через 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.