Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Масленников Вячеслав Алексеевич

Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования
<
Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Масленников Вячеслав Алексеевич. Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02. - Ленинград, 1984. - 218 c. : ил. РГБ ОД, 61:85-5/1214

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ методов расчета токов короткого замыкания и слоенонесимметричных режимов электрически систем 15

1.1. Анализ существующих методов расчета на ЭВМ квази установившихся сложнонесимыетричных режимов в электрических системах

1.2. Способы расчета изменения токов короткого замыка ния во времени 40

1.3. Требования, предъявляемые к алгоритму расчета во времени сложнонесимметричных режимов

1.4. Выводы

2. Моделирование турбогенератора при расчетах электромагнитных и электромеханических переходных процессов 50

2.1. Способы определения параметров турбогенераторов 50

2.2. Приближенный учет насыщения 5?

2.3. Дополнительные электромагнитные моменты турбогене раторов 6?

2.4. Влияние демпферной системы турбогенератора на движение ротора в переходном процессе 84

2.5. Выводы 35

3. Взаимное электромагнитное влияние электрических машин в переходных процессах 3?

3.1. Постановка задачи

3.2. Взаимное влияние апериодических слагающих токов 33

3.3. Оценка изменения периодических слагающих токов параллельно работающих синхронных машин J03

3.4. Математическое моделирование переходных процессов в сложных электрических сетях при коротких замыканиях с учетом апериодических токов 12І

3.5. Взаимное электромагнитное влияние синхронных машин с существенно различными электромагнитными параметрами 131

3.6. Выводы Ш

4. Математическое моделирование и исследование изменения электрических величин при коротких замыканиях в мощных энергосистемах

4.1. Математическое моделирование переходных процес

сов в электрических сетях при сложнонесимметрич ных повреждениях

4.1.1. Математическое моделирование синхронной машины с магнитно-несимметричным ротором 4Ь2

4.1.2. Математическое моделирование автоматического регулирования возбуждения Щ1

4.1.3. Математическое моделирование узлов нагрузки ISO

4.3. Краткая характеристика программы 455

4.3. Анализ влияния уточняющих факторов на изменение токов симметричных и несимметричных коротких замыканий

4.3.1. Относительное движение роторов синхронных машин

4.3.2. Регулирование возбуждения

4.3.3. Переходные процессы нагрузки

4.3.4. Обобщенные зависимости изменения во времени токов коротких замыканий 183

4.4. Изменение сверхпереходных э.д.с.генераторов при коротких замыканиях и в циклах АПВ

4.5.Выводы

Выводы по работе

Литература

Требования, предъявляемые к алгоритму расчета во времени сложнонесимметричных режимов

Главное преимущество данной системы состоит в том, что она поз воляет представить с помощью несвязанных схем для различных координат уравнения как статических элементов энергосистем, так и вращающихся машин. Это позволяет практически в три раза понизить порядок решаемой системы.

Сравнение различных систем несимметричных составляющих по a казало, что в расчетах несимметричных режимов наиболее приемлемой является система X , У ,О , имеющая следующую матрицу преобразования: УГ о 1 А = в = -WF /зУ2 1 -WF -Л/2 t Ее преимущество перед другими несимметричными координатными системами заключается в равенстве матриц преобразования для токов и напряжений (А = Б), инвариантности мощности для различных координат. Наряду с таким полезным свойством, как отсутствие комплексных коэффициентов в матрице преобразования, данная система имеет и большой недостаток, состоящий в невозможности представления вращающейся машины с помощью несвязанных схем для различных координат.

Отсутствие комплексных коэффициентов в матрице А имеет существенное значение для определения режима с помощью статических расчетных моделей постоянного и переменного тока. В этом случае для связи схем замещения различных составляющих используются трансформаторы с действительными коэффициентами трансформации. При других способах расчета и использовании комплексных параметров схем замещения сетей это преимущество теряется, так как все равно приходится оперировать с комплексными числами.

Несмотря на удобство и наглядность записи граничных условий для мест повреждений, использование фазных координат для расчетов несимметричных режимов затруднено из-за значительного увеличения порядка решаемой системы вследствие невозможности разделения уравнений для различных координат на несвязанные подсистемы. Однако возможно применение сочетания различных систем представлением несимметричных элементов энергосистем и мест повреждений в фазных координатах, а симметричных элементов в системе 1,2,0 1$ [20,23] . При записи системы линейных уравнений для расчета квази-установившихся режимов наиболее широкое применение получили методы узловых напряжений и контурных токов [24,25,26,27] . В [28] приведены сравнительные характеристики применяемых методов, а также рекомендации по их использованию. Рассмотрим кратко сущность и сравнительные характеристики этих методов.

В соответствии с методом узловых напряжений для системы, содержащей П узлов, можно записать по первому закону Кирхгофа П независимых уравнений, где в качестве неизвестных приняты напряжения в узлах [29] . В матричной форме эта система имеет вид: YV--J , (1.2) где Y - квадратная матрица размерностью Их П собственных и взаимных проводимостей; V - матрица-столбец узловых напряжений; j - матрица-столбец задающих токов, определяемых наличием источников напряжения.

Метод узловых напряжений широко используется при расчетах установившихся и квазиустановившихся режимов электрических систем и является удобным для определения рабочих режимов при наличии в замкнутых контурах уравнительных токов [25,26,29,30] .

В соответствии с методом контурных токов для схемы с W независимыми контурами в матричной форме можно записать систему уравнений 2к-їк-Ек , (1.3) где к - квадратная матрица размером m х т контурных сопротивлений; 1к - матрица-столбец неизвестных контурных токов; Ек - матрица-столбец э.д.с.контуров.

Эффективность решения системы (1.3) зависит от выбора независимых контуров. Для такого выбора разработаны различные алго 13 ритмы, в том числе использующие теорию графов [зі] , которые уш-тывают только ненулевые элементы матрицы ZK. .

Метод контурных токов позволяет довольно просто осуществлять учет взаимной индукции в схемах нулевой последовательности, что является важным при расчетах токов к.з. и способствовало его применению в ряде работ [4,32,33] .

При выборе метода записи уравнений состояния энергосистемы в первую очередь необходимо исходить из определения порядка решаемых систем (1.2) и (1.3), так как это в существенной мере отражается на времени счета. Многократная замкнутость электрических систем при среднем числе присоединений к узловым точкам равном трем-четырем способствует выравниванию числа узлов и контуров схем замещения, что обуславливает равнозначность порядков системы уравнений (1.3), определяемой числом независимых контуров, и (1.2), определяемой числом узлов.

Применение ЭВМ требует использования таких методов формулировки задач и ее решения, которые реализуются с максимальной простотой [34] .

Реализация на ЭВМ метода узловых напряжений намного проще, чем метода контурных токов. Так, например, формирование матрицы У связано только с записью на месте недиагональных элементов проводимостей ветвей между узлами со знаком минус, а на главной диагонали - элементов, равных сумме проводимостей ветвей, присоединенных к узлу. Составление же матрицы 2к требует дополнительных логических и математических операций. Еще более важное преимущество метода узловых напряжений состоит в том, что он позволяет достаточно просто осуществлять изменения в конфигурации сети, требуемые, например, для расчетов релейной защиты. Это оказывается значительно более сложным и трудоемким при применении Метода контурных токов. Кроме того, использование метода узловых напряжений позволяет непосредственно в результате решения (1.2) получить напряжения в узловых точках сети и по ним при минимальном числе арифметических операций токи ветвей. Вычисление этих же величин по методу контурных токов связано с дополнительными логическими и математическими операциями.

Благодаря своей простоте реализации на ЭВМ и явным преимуществам в создании расчетных алгоритмов, метод узловых напряжений принят в качестве основного большинством авторов при создании математической модели для решения задачи расчета, несимметричных режимов электрических систем [11,12,13,14,93,94] .

Расчеты сложнонесимметричных режимов можно осуществлять прямыми методами решения системы исходных линейных уравнений, написанных с учетом несимметрии сети [17,20] . Этот способ, однако, удобен только для простых сетей небольшого объема.

Для сетей сложной конфигурации более удобным является применение принципа наложения, справедливого для любых линейных систем. Принцип наложения используется большинством авторов [п-14, 20,95,96] при расчете несимметричных режимов и позволяет разбить решение сложной задачи на ряд более простых.

Дополнительные электромагнитные моменты турбогене раторов

Суть синтеза схемы замещения по частотной характеристике і Х Ц(\& заключается в следующем: по расчетному значению индуктивного сопротивления статора # и индуктивного сопротивления взаимоиндукции Xad определяется входное сопротивление системы роторных контуров

Далее подбором параметров эквивалентных контуров добиваются равенства с заданной точностью, соединенных параллельно их индуктивных сопротивлений и величины ReiXdQoo)) . Частотная характеристика каждого контура - это полуокружность диаметром 1/XsK с максимумом активной проводимости при частоте Step = Як./х$к Аналогично определяются параметры эквивалентных контуров в поперечной оси. При аппроксимации частотной характеристики контурами с постоянными параметрами исходят из необходи 55 мости обеспечить удовлетворительное совпадение характеристик во всем диапазоне частот [54-5б] либо добиваются достаточной точности воспроизведения характеристики в узких диапазонах частот [бі].

Полученные параметры эквивалентной многоконтурной модели отражают все конструктивные особенности машины, но не дают однозначного соответствия между контурами и реальной обмоткой возбуждения и демпферной системой. Невозможно раздельно определить параметры роторных контуров, так как частотная характеристика дает интегральное значение параметров машины со стороны статора. В работах [59,60] , на основе многоконтурной модели синхронной машины, хорошо аппроксимирующей экспериментальные характеристики

во всем диапазоне скольжений, исследуется асинхронный ход турбогенератора с последующей синхронизацией. При сравнении с опытом получено хорошее совпадение статорных токов, в то время как погрешность в определении тока возбуждения достигает 20-40%. Это подтверждает вывод о том, что правильное определение индуктивного сопротивления рассеяния обмотки возбуждения, даже при наличии частотных характеристик при замкнутой . /XdQ&) и разомкнутой yXdpa$.Lj b) обмотке возбуждения практически невозможно, поскольку условия, при которых снимается характеристика не могут быть реализованы в схеме замещения. Размыкание ветви схемы замещения, соответствующей обмотке возбуждения, не эквивалентирует условий получения частотной характеристики с разомкнутой обмоткой возбуждения, из-за протекания короткозамкну-тых токов по стержньш обмотки.

Невозможно однозначное определение эквивалентных параметров роторных контуров модели по частотным характеристикам, поскольку нет четкого критерия определения конкретных параметров. Поэтому для различных параметров роторных контуров, с одинаковой точностью воспроизводящих частотные характеристики, результаты расче 56 тов переходных процессов отличных от тех, при которых снимались частотные характеристики, неоднозначны.

При аппроксимации частотных характеристик цепочечными схемами замещения с постоянными параметрами необходимо иметь в виду, что достоверно могут быть определены параметры не более -х -3-х демпферных контуров. В [53J показано, что ошибка при определении параметров высокочастотных контуров может существенно превосходить точность метода построения частотной характеристики. Использование многоконтурной модели синхронного генератора значительно усложняет применение традиционных методов учета насыщения по путям рассеяния роторных контуров и существенно увеличивает дифференциальный порядок решаемой задачи.

Применение частотных методов справедливо для исследования линейных систем, а рассматриваемые машины с массивными роторами являются существенно нелинейным объектом. При снятии частотных характеристик, как правило полагают, что машина не насыщена. Это справедливо при малых токах в опыте для основной магнитной цепи, однако, демпферная система может быть насыщена за счет резкого проявления поверхностного эффекта на высоких частотах. В переходных процессах магнитное состояние машины меняется в широких пределах и при моделировании необходимо использовать семейство частотных характеристик, снятых при различных состояниях машины. Влияние подмагничивания на эквивалентные параметры нелинейных цепей с железом исследовано в работах [і,62] откуда следует, что основные параметры цепей в зависимости от уровня подмагничивания могут меняться в 3-4 раза.

Рассмотренные обстоятельства ограничивают область применения многоконтурных моделей с постоянными параметрами, полученными из частотных характеристик, исследованием процессов с магнитным состоянием машины близким тому при котором снимались частот 5 ные зависимости. Это процессы при малых возмущениях и асинхронные режимы с постоянными возбуждением.

Продольное и поперечное сверхпереходные индуктивные сопротивления могут быть определены также из опыта Мамиконянца, при котором через статорную обмотку пропускается ток, не превышающий номинального значения, а напряжение выбирается в диапазоне от О до 20% номинального. При этом можно считать, что главная магнитная цепь не насыщена, поскольку ток в опыте не превосходит номинального значения. Индуктивное сопротивление рассеяния статора также не насыщено. Зависимость параметров от тока в опыте Мамиконянца, можно объяснить только насыщением элементов демпферной системы. Индуктивные сопротивления X-szd и Xst f , рассчитанные по (2.1), в этом случае являются функциями тока статора.

Итак, расчеты переходных процессов синхронной машины с постоянными параметрами статорных и роторных контуров в режимах с широкими диапазонами изменения токов связаны с погрешностями. Уточнение математической модели турбогенератора требует учета изменения параметров машины от насыщения.

Оценка изменения периодических слагающих токов параллельно работающих синхронных машин

Количественная оценка дМжлх по выражениям (2.40), (2.41) применительно к турбогенератору ТВВ-500-2 может быть проиллюстрирована зависимостями на рис.2.7. Зависимости рассчитаны для генератора, работающего с номинальной нагрузкой. Короткое замыкание рассматривалось на высокой стороне трансформатора. Из анализа кривых следует, что при больших углах отключения к.з. влияние демпферных контуров, в случае затухания в них свободных токов за время аварии, может оказаться весьма существенным в сторону уменьшения электромагнитного момента. Изменение в широких диапазонах мощности генератора в исходном режиме практически не сказывается на характере этих зависимостей. Б случае неизменности сверхпереходных э.д.с. генератора во время аварии влияние демпферных контуров на электромагнитный момент положительно и существенно зависит от исходного и угла к моменту ликвидации повреждения.

В дальнейшем, по мере затухания свободных токов демпферных контуров, величины АІЛ от своих начальных значений дПшах будут затухать в соответствии с (2.38) до нуля.

Иллюстрацией неоднозначности влияния демпферных контуров на электромагнитный момент и характер движения ротора турбогенератора после отключения повреждения могут служить зависимости на х, о, е.

Разность электромагнитных моментов турбогенератора ТВВ-500-2 в момент отключения к.з. при учёте и без учёта демпферных контуров. Постоянство сверхпереходной э.д.с. за время повреждения (1,2,3) и полное затухание токов в демпферных контурах (4,5,6).

Для генератора, имеющего малую инерционную постоянную T f угол отключения больше. При более длительном к.з. в большей степени затухают свободные токи демпферных контуров. В результате для генератора, имеющего большую инерционную постоянную, при отключении кратковременного повреждения электромагнитный момецт восстанавливается до больших значений при учете демпферной системы (рис.2.8) и, наоборот, демпферные контура оказывают отрицательное влияние на динамическую устойчивость генераторов с маленькими Tj при длительных повреждения, рис.2.9.

Если учесть движение ротора генератора на послеаварийной стадии переходного процесса, то электромагнитный момент будет также содержать составляющие, зависящие от скольжения. Поскольку их качественная оценка затруднена, в дальнейшем рассматривается результирующее влияние демпферных контуров на электромагнитный момент и движение ротора. Для этого на ЭВМ по специально разработанной программе были рассчитаны пределы динамической устойчивости мощных турбогенераторов. Предел оценивался по максимально возможной мощности генератора в режиме, отнесенной к пропускной способности линии, при которой обеспечивается устойчивый динамический переход на первом качании при заданной длительности к.з. (Рпред.). При такой относительной оценке предела, величина его не зависит от длины линии, что удобно для сравнения динамических свойств генераторов, работающих в составе электропередач различной длины. Режим работы генератора по cosf принимался близким к номинальному. Поиск предела осуществлялся автоматически половинным делением мощности по следующим выражениям: где Pi , Риеуст » Руст - активные мощности генератора в і -м расчете, последних из неустойчивых и устойчивых переходов соответственно; оС = I - в случае неустойчивого и 2 - в случае устойчивого динамического перехода.

Критерием окончания расчета являлось выполнение условия Д & І где принималось = 0,003. В качестве расчетного повреждения рассматривалось трехфазное к.з. на высокой стороне трансформатора, рис.2.4.

Расчеты пределов динамической устойчивости генераторов показали, что влияние демпферных контуров на первом качании определяется, в основном, указанными выше зависимостями. Влияние слагающих электромагнитного момента, зависящих от скольжения, незначительно.

В режимах, близких к предельным по динамической устойчивости, угол ртключения достаточно велик, и лежит в диапазоне 80-110 эл.град. Существующие высоковольтные выключатели отключают повреждения за время, не меньшее, чем 0,08 с от момента возникновения аварии. За это время токи демпферных контуров практически успевают затухнуть. Поэтому учет демпферных контуров турбогенераторов при неучете моментов от апериодических токов оказывает отрицательное влияние на предел динамической устойчивости. Снижение величины предельной мощности зависит от длительности к.з. и увеличивается от 1,5% до 18% при изменении длительности к.з. от 0,06 с до 0,2 с. Указанные цифры относятся к турбогенераторам мощностью 200-500 МВт, демпферные системы которых моделировались тремя контурами в каждой из осей. Рпред. о, t,

Предельные по динамической устойчивости мощности турбогенератора ТВВ-500-2 при различных длительностях трёхфазного к.з. с учётом (1,2,6) и без учёта (3,4,5) АРВ. Три демпферных контура (2,4), один демпферный контур (5), без учёта демпферных контуров (1,3), три демпферных контура с учётом момента потерь от них за время к.з. (6). .В трехконтурной модели присутствуют высокочастотные контура, величины собственных постоянных которых при разомкнутом статоре, лежат в диапазоне 0,01 0,06 с. В одноконтурной модели эквивалентные постоянные принимаются равными 0,2 1 с. Это обусловливает более медленное затухание величины Д (Л (Е.38) для одноконтурной модели по сравнению с аналогичной величиной для трехконтурной. Поэтому для одноконтурной модели снижение предельной по динамической устойчивости мощности большее, чем для трехконтурной, и составляет 4-40$ при увеличении длительности к.з. от 0,06 с до 0,2 с. Хотя относительное снижение предельной мощности при KJ.= 0,2 с доходит до 40%, оно равно 0,017, о.е., при РлреЭ = 0,038 о.е.

Учет автоматического регулирования возбуждения увеличивает РпреЗ (зависимости 1,2 рис.2.10). Однако, демпферные контура, препятствующие изменению потокосцепления, несколько снижают эффективность регулирования.

Чтобы учесть суммарное влияние демпферных крнтуров на динамическую устойчивость в течение всего переходного процесса в расчеты предельных режимов на время к.з. вводился средний тормозной электромагнитный момент потерь, вызванный учетом демпферных контуров, табл.2.4. Результаты расчетов пределов, приведенные на рис.2.10, показывают, что суммарное влияние демпферных контуров на динамическую устойчивость положительно. Наиболее существенное влияние на движение ротора турбогенератора демпферная система оказывает на аварийной стадии процесса, создавая тормозные электромагнитные моменты потерь.

Математическое моделирование синхронной машины с магнитно-несимметричным ротором

Развитие электроэнергетических систем характеризуется ростом установленных мощностей, формированием мощных нагрузочных узлов с большим количеством электрических двигателей, увеличением жесткости связей, подключением Б системы генераторов новых типов. Так, например, в ближайшие годы ожидается появление в энергосистемах криотурбогенераторов со сверхпроводящей обмоткой возбуждения, имеющей постоянную времени на порядок и более превышающую аналогичный параметр у генераторов традиционного исполнения.

Указанные обстоятельства создают условия, при которых в расчетах электромагнитных переходных процессов необходимо одновременно учитывать электрические машины, обладающие существенно различными электромагнитными параметрами. Для выявления особенностей протекания процессов такого рода была составлена программа расчета переходных процессов в двухмашинной схеме рис.3.1(6) по изложенной выше методике опре m деления напряжения в узловых точках схемы. Синхронные машины моделировались по полным уравнениям Парка-Горева с тремя демпферными контурами в продольной и поперечной осях. Интегрирование дифференциальных уравнений выполнялось методом Рунге-Кутта четвертого порядка.

Основные закономерности изменения апериодической и периодической слагающих тока машины, отмеченной выше, нашли свое подтверждение в результатах расчетов по разработанной программе.

На рис.3.13 приведен фазный ток синхронной машины со сверхпроводящей обмоткой возбуждения, работающей параллельно с турбогенератором обычного исполнения (ТГВ-300) в режиме трехфазного к.з. за сопротивлением %&н = 0,ZZd" . Мощность криогенной машины в десять раз меньше мощности ТГВ-300. Там же даны огибающие фазного тока при соотношении мощностей пять и единица. Соответствующие фазному току периодическая и апериодическая составляющие для тех же случаев изображены на рис.3.14. Расчеты выполнялись при неучете активного сопротивления внешней сети. В этом случае взаимное электромагнитное влияние в начальной части процесса вызывает увеличение как составляющих, так и фазного тока машины со сверхпроводящим ротором. Причем с возрастанием мощности генератора обычного исполнения взаимное влияние усиливается, однако, амплитуда тока при этом уменьшается.

Изменение фазного тока криогенной машины при к.з. за ##«= 0,2 сс /" в случае, когда ее мощность в пять раз меньше суммарной мощности обычных генераторов, дано на рис.3.15. Для сравнения там же указаны огибающие тока, при неучете наличия обычных машин. Расчет выполнялся при соотношении активного и индуктивного сопротивлений внешней сети, соответствующих линии 500 кВ. Относительно большое активное сопротивление воздушной линии

Огибающие периодической слагающей тока (4-6) и апериодический ток фазы (1-3) криотурбогенератора при к.з. за 18м= 0,2 Х для W I (1,6), т » 0,2 (2,5), W- 0,1 (3,4). Ілтг, о, е. Рис. 3.15 Ток криотурбогенератора, работающего параллельно с турбогенератором ТГВ-320, при трёхфазном к.з. $ктгш 0,2- тг , JCSH= 0,2-Xdf » огибающие фазного тока (1,2), апериодическая (3) и периодическая (4) слагающие. Огибающие фазного тока (5,6), его -црюдическая (7) слагающие без учёта ТГВ-320. приводит к тому, что свободные токи быстро затухают и роста фазного тока как при неучете #ч , не наблюдается. При этом, даже при увеличивающейся периодической слагающей тока криотурбогенератора, амплитуда его фазного тока уменьшается. Но этом уменьшение происходит существенно медленнее, чем в случае неучете генераторов традиционного исполнения (зависимости I и 5 рис.3.15).

Рост тока из-за взаимного электромагнитного влияния при к.з. за %4н О можно проиллюстрировать на примере периодических слагающих токов следующим образом. При моделировании машины в виде э.д.с. за сопротивлением, например, сверхпереходными, ток первой машины определяется следующим равенством, рис.3.1(6): Тл = і Zte-1 . (3.39) Пусть для определенности величина Ь не затухает. Тогда при уменьшении Ёа ток І возрастает. При затухающей / , если E.L будет затухать быстрее, то в этом случае Т также будет увеличиваться. Однако даже в случае бесконечно быстрого за-тухания t ток первой машины, определяющийся равенством векторов э.д.с. Угол сдвига между ними в исходном режиме, обусловленный различными режимами электрических машин по активной и реактивной мощностям, увеличивает числитель (3.39). Хотя угол сдвига между векторами э.д.с. вызывает увеличение начального значения тока Іч в момент возникновения к.з., степень взаимного влияния, как было показано выше, в этом случае уменьшается.

Для количественной оценки данного явления были выполнены методические расчеты к.з. в схеме, содержащей обычную и гидроакку-мулирующую станции при различных режимах активной мощности последней, соответствующих дневному максимуму нагрузки, когда ГАЭС выдает мощность в сеть, и ночному минимуму, когда ее агрегаты работают в режиме двигателя. При мощности станции, вдвое превышающей мощность ГАЭС, режим работы последней слабо сказывался на изменении тока станции при к.з. во внешней сети. Отличия в амплитудах тока для соответствующих моментов времени не превышали 1-2%. Это позволяет сделать вывод о том, что сдвиг по фазе векторов э.д.с. электрических машин в установившемся режиме практически не сказывается на их взаимном электромагнитном влиянии. времени, по сравнению со случаем Установлено, что при коротких замыканиях в сети с жесткими электрическими связями между синхронными машинами с различными постоянными времени обмоток возбуждения и затухания апериодических токов статора взаимное электромагнитное влияние проявляется в более медленном уменьшении фазных токов машины, имеющей большие указанные постоянные машин с идентичными параметрами. Выполнены количественные оценки данного явления.

Показано, что в режиме удаленного короткого замыкания при параллельной работе турбогенератора обычного исполнения и криотурбогенератора периодическая слагающая тока последнего возрастает даже без учета регулирования возбуждения. Рост тока не приводит к увеличению его до опасных значений, превышающих соответствующую величину при повреждении на зажимах машины.

Похожие диссертации на Разработка методики расчета токов короткого замыкания во времени и их исследование в электроэнергетических системах с высокой концентрацией генерирующего оборудования