Расчет предельного времени отключения короткого замыкания

В качестве возмущения для исследования динамической устойчивости примем короткое замыкание на линии Л2 вблизи узла 5. Через некоторое время повреждённая линия отключается. Для оценки динамической устойчивости определим предельное время отключения короткого замыкания, при котором ещё сохранится динамическая устойчивость. Эту процедуру проводим в программе Mustang. Критерием устойчивости режима служит закон изменения угла д во времени, где д? угол между ЭДС станции и напряжением балансирующего узла:

д_ij = д_i — д_j

Если разность с течением времени затухает, то режим устойчив, а если нет, то режим расходится.

Для начала расчёта необходимо изменить схему нормального режима работы системы с АРВ на генераторах. Заменяем сопротивление генераторных ветвей 8−9 и 10−6 с исходных на равные 0,001 Ом. Производим расчёт режима (рисунок 4.1).

Далее в разделе «Автоматика» моделируем желаемый процесс. Считаем, что в момент времени 0,2 с на линии Л2 вблизи 2-го узла произошло 3-х фазное КЗ. Через 0,2 с сработала автоматика, которая отключила линию (рисунок 4.2).

Рисунок 4.1 — Исходные данные для расчёта схемы.

Рисунок 4.2 — Ввод действий автоматики Затем заполним раздел «Генераторы» в именованных единицах (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 — Ввод данных о генераторах системы Выберем необходимые для вывода данные в разделе «Контролируемые параметры» (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 — Ввод контролируемых параметров Задаёмся временем расчёта 5 с, шагом печати 0,01 с. В результате неоднократных расчётов с последовательным увеличением времени отключения линии, получим значение предельного времени отключения t_о.пр.=0,397 с, при котором устойчивость ещё сохраняется. При t_о.=0,398 с устойчивость системы нарушается.

Далее на рисунках 4.5 — 4.7 покажем графики зависимостей Рг₁₀, U₆, U_4, д₁₀₋₁, д_10−1, д₁₀₋₉ от времени для t_о.пр.=0,397 с и t_о.=0,398 с соответственно.

Рисунок 4.5 — Графики зависимостей Рг6 от времени для tо.пр.=0,397 с и tо.=0,398 с.

Рисунок 4.6 — Графики зависимостей U6 и U4от времени для tо.пр.=0,397 с и tо.=0,398 с.

Рисунок 4.7 — Графики зависимостей д10−1, д10−1 и д10−9 от времени для tо.пр.=0,397 с и tо.=0,398 с Определим точность расчёта Т_{ОТКЛ. ПРЕД.}:

Заданная точность соблюдается.

Таким образом, в случае возникновения трёхфазного короткого замыкания на лини Л2 вблизи шин станции, для сохранения устойчивости системы необходимо произвести отключение линии за время, меньшее t_о.пр.=0,397 с, иначе устойчивость системы будет нарушена.

Далее проанализируем влияние АПВ на динамическую устойчивость системы. На рисунке 4.8 показана последовательность действий автоматики при успешном АПВ. На рисунках 4.9 — 4.11 представлены изменения основных параметров во времени при успешном АПВ.

Рисунок 4.8 -Последовательность действий автоматики при успешном АПВ.

Рисунок 4.9 — График зависимости Рг6 от времени для tАПВ.пр.= 0,775 с.

Рисунок 4.10 — График зависимостей U6 и U4от времени для tАПВ.пр.=0,775 с.

Рисунок 4.11 — Графики зависимостей д10−1, д10−1 и д10−9 от времени для tАПВ.пр.=0,775 с При включении связи через 0,377с предельное время отключения КЗ увеличивается на 0,001 по сравнению со временем в системе без АПВ. Из этого можно сделать вывод, что АПВ эффективное.

На рисунке 4.12 рассмотрен алгоритм действия автоматики при возникновении и отключении короткого замыкания с неуспешным АПВ. На рисунках 4.13 — 4. 15 представлены изменения основных параметров во времени при неуспешном АПВ.

Рисунок 4.12 -Последовательность действий автоматики при неуспешном АПВ.

Рисунок 4.13 — График зависимости Рг6 от времени для tАПВ. неусп.= 0,775 с.

Рисунок 4.14 — График зависимостей U6 и U4от времени для tАПВ.неусп.=0,775 с.