Заключительным этапом при выполнении курсовой работы является проверка системы на динамическую устойчивость при больших возмущениях в системе, вызванных коротким замыканием вблизи шин передающей станции и последующим его отключением.
Расчет динамической устойчивости производится при условии сохранения неизменной величины переходной ЭДС
у генераторов станции. Для проверки системы на динамическую устойчивость необходимо на одном графике построить три угловых характеристики передачи, соответствующие нормальному (I), аварийному (II) и послеаварийному (III) режимам работы. Амплитуды указанных характеристик определяются по схемам замещения системы для каждого из указанных режимов работы (рис. 22, 23 и 24).Сопротивление шунта короткого замыкания, входящее в схему замещения системы в аварийном режиме, определяется сопротивлениями схем замещения обратной и нулевой последовательностей, способ соединения которых между собой
Рисунок 22. Схема замещения системы в нормальном режиме работы
Рисунок 23. Схема замещения системы в аварийном режиме работы
Рисунок 24. Схема замещения системы в послеаварийном режиме работы
определяется видом короткого замыкания. Так, для трехфазного короткого замыкания
, двухфазного – , однофазного – и для двухфазного короткого замыкания на землю .Величины результирующих сопротивлений обратной и нулевой последовательностей определяются из соответствующих схем замещения системы (рис. 25, 26).
Рисунок 25. Схема замещения системы обратной последовательности
Сопротивление генератора обратной последовательности подсчитывается по формуле
,где
– сверхпереходная реактивность генератора и может быть принята для генераторов всех типов равной . .После элементарных преобразований схемы (рис. 25) получаем
; .При определении результирующего сопротивления нулевой последовательности следует иметь в виду, что трансформатор блока имеет схему соединения обмоток
. Поэтому генератор может быть исключен из схемы замещения нулевой последовательности, а сопротивление трансформатора можно принять равным его сопротивлению прямой последовательности.Сопротивление нулевой последовательности линии электропередач в значительной степени отличается от сопротивления прямой последовательности и колеблется в весьма широких пределах от
в зависимости от конструктивного исполнения передачи. Для данного курсового проекта приняли .Рисунок 26. Схема замещения системы нулевой последовательности
Тогда результирующее сопротивление нулевой последовательности
; ,а сопротивление шунта короткого замыкания для двухфазного короткого замыкания на землю подсчитывается по формуле
; .Проводимость шунта короткого замыкания:
; .Сопротивления связи
, определяющие амплитуды угловых характеристик для каждого из режимов, определяются по схемам замещения системы (рис. 22, 23, 24): Тогда амплитуды угловых характеристик, представленных на рис. 27, определяются по формулам: ; ; ; ; ; .Рис. 27. Определение предельного угла отключения аварии
Используя правило площадей (рис. 27), можно найти предельный угол отключения аварии
, величина которого определяется из условия равенства площадки ускорения площадке торможения . ; .Величину критического угла можно найти из выражения:
; .Тогда
;Зная предельный угол отключения аварии, можно определить максимально допустимое время отключения короткого замыкания. Для этого необходимо решить дифференциальное уравнение движения ротора:
.Данное уравнение в силу своей нелинейности может быть решено только численными методами, наиболее предпочтительным из которых является метод последовательных интервалов.
Сущность этого метода заключается в следующем.
Весь процесс качания машины разбивается на ряд небольших и равных между собой интервалов времени. Обычно продолжительность интервала принимается равной
с и для каждого из этих интервалов последовательно вычисляется приближенное значение приращения угла .Возникающий в момент короткого замыкания избыток мощности
сообщает ротору некоторое ускорение . Для достаточно малого интервала времени можно допустить, что избыток мощности в течение этого периода остается неизменным. Тогда по формулам равноускоренного движения нетрудно вычислить приращение скорости машины и угла в течение первого интервала: ; . ;Величина ускорения
и, следовательно,