Динамическая устойчивость при КЗ на линии

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 .

 

Схемы замещения вЛ СвН

При расчете режима работы электрической сети воздушная трехфазная ли- ния переменного тока напряжением ܷ ൑ 500 кВ и длиной до 300 км может быть представлена схемой замещения с сосредоточенными параметрами П-образ- ного или Т-образного вида (рис. 2.4)

Расчеты по схемам замещения для линий электропередачи дают результаты, резко отличающиеся от расчетных данных по схеме замещения (рис.4.2.1а и 4.2.1б.). Причина в том, что в передаче переменного тока очень незначительны поперечные активная и емкостная проводимости и почти нет фазовых сдвигов и затухания.

Нами предлагается для составления схемы замещения линии электропередачи емкость линии принимать как последовательно включенный элемент (рис.4.2.2). Обоснованием для этого является физика процесса резонанса на линии, который представляет собой резонанс напряжений. Момент резонанса соответствует режиму равенства нагрузки линии натуральному (S = S_НАТ), при котором имеет место равенство емкостного и индуктивного мощностей ().

Как известно, согласно законам электротехники, такой режим имеет место в последовательной схеме (рис. 4.2.2).

 

Рис. 4.2.2

 

При рассмотрении баланса реактивных мощностей не имеет значения способ включения источников реактивных мощностей (конденсаторов или других компенсирующих устройств): параллельное или последовательное. Линия, генерирующая реактивные мощности, может быть представлена как последовательно включенные емкостные и индуктивные источники. В схемах замещения (рис.4.2.3а и 4.2.3б) представлены просуммированные результаты реактивных сопротивлений.

Как нами было рассмотрено выше, линия сильно меняет свои свойства в зависимости от нагрузки. При Р < Р_НАТ в линии преобладает емкостная мощность, ей соответствует емкостное сопротивление и линия может быть замещена схемой (рис.4.2.3.а).

При S = S_НАТ схема замещения будет состоять только из активного сопротивления (рис.4.2.3.б).

При нагрузке S > S_НАТ в линии преобладает индуктивная мощность, ей соответствует индуктивное сопротивление Хл и схема замещения будет выглядеть как на рис. 4.2.3.в.

 

 

Рис. 4.2.3.

 

Подытоживая выше сказанное, можно сказать следующее: баланс реактивных мощностей на линии высокого напряжения сильно зависит от нагрузки. При малых передаваемых мощностях, на линии преобладает емкостная реактивная мощность, при натуральной мощности она равна 0, при больших мощностях на ней преобладает индуктивная реактивная мощность, соответственно линия должна иметь различную схему замещения.

Принятые схемы замещения линии сверхвысокого напряжения не соответствует реальному процессу в линии. Предлагается линию замещать последовательно включенными сопротивлениями. Правильность такого предложения подтверждается наличием места в ней резонанса напряжения.