2 Синхронизация генераторов

2.1 Расчёт параметров настройки синхронизатора са-1 для генератора g3

Преобразуем схему замещения сети (рис. 2) получаем схему, изображённую на рис. 3 (рассматриваем максимальный режим станций).

Рисунок 3 – Схема замещения сети (преобразованная)

Рассчитаем сопротивления этой схемы:

Далее приводим схему к расчётному виду (рис. 4).

Рисунок 4 – Схема замещения для расчёта тока включения

Внешнее сопротивление:

.

Приводим это сопротивление к номинальным данным генератора:

.

Так как для генератора G3 х``_d=0,21<0,25, принимаем максимально допустимый ток включения равным 1. При этом коэффициент запаса по электромагнитному моменту:

.

Максимально допустимый угол включения:

Приравниваем максимально допустимый угол включения к возможному углу ошибки и находим максимально допустимую круговую частоту скольжения:

,

где – аддитивная не зависящая от частоты скольжения погрешность синхронизатора по углу включения;

– время включения выключателя;

– относительный разброс времени включения выключателя;

– относительная точность задания времени опережения синхронизатора.

Максимально допустимая частота скольжения:

.

Расчётный максимально допустимый угол опережения:

.

Предельный угол опережения для синхронизатора СА-1 равен 120^О, поэтому данное значение угла и будет выставлено на синхронизаторе. Пересчитаем максимально допустимую круговую частоту скольжения.

,

,

.

2.2 Проверка синхронной устойчивости после включения генератора

Максимальный угол вылета:

где – максимально возможный угол ошибки при включении;

– постоянная времени механической инерции генератора;

– относительная угловая скорость скольжения;

– максимально допустимый угол вылета (с учётом того, что генератор работает на холостом ходу и момент турбины незначителен).

Максимальный угол вылета не превышает допустимого значения, следовательно, синхронная устойчивость генератора после включения будет обеспечена.

2.3 Проверка допустимости включения генератора по способу самосинхронизации

Относительное значение периодической составляющей тока включения:

,

Расчётный ток включения не превышает допустимых пределов, следовательно, включение генератора по способу самосинхронизации допустимо.

3 Автоматический ввод резерва (авр)

3.1 Выбор уставок АВР

Рассматривается АВР на двухтрансформаторной подстанции (Т₅) 110/6,3 кВ.

Выдержка времени реле однократности действия после снятия напряжения с его обмотки:

,

где – время включения выключателя (в предположении, что на подстанции установлены вакуумные выключатели);

– время запаса.

Подстанция питается от двух линий (L₄), и трансформаторы подключены к разным секциям сборных шин, поэтому необходимо предусмотреть пусковой орган напряжения (ПОН).

Напряжение срабатывания ПОН (замыкания размыкающих контактов минимального реле напряжения) выбирается по условию отстройки от минимального напряжения самозапуска и минимального остаточного напряжения при трехфазном КЗ за сосредоточенным сопротивлением (трансформатором Т6), поэтому необходимо рассмотреть минимальный режим системы (отключена одна из линий L₄, два генератора G₁ на КЭС, два генератора на ГЭС (G3, G4) и один из автотрансформаторов АТ₃ на ГЭС, один из автотрансформаторов АТ₁). Преобразуем схему замещения сети (рис. 1) и получаем схему, изображённую на рис. 5.

Рисунок 5 – Схема замещения для расчета АВР

Параметры этой схемы:

;

.

.

.

Окончательно получаем расчётную схему, изображённую на рис. 6.

Параметры этой схемы:

.

Рисунок 6 – Расчётная схема

Сопротивление самозапуска электродвигателя:

,

где k_П=6,2 – отношение пускового тока электродвигателя к номинальному;

Р_ДВ=1 МВт – номинальная мощность электродвигателя;

– номинальный коэффициент мощности электродвигателя.

Минимальное напряжение на шинах НН в режиме самозапуска:

,

где n_ДВ=4 – число электродвигателей, подключенных к секции.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения (реле контроля отсутствия напряжения на основном источнике питания) по условию отстройки от режима самозапуска:

,

где k_ОТС=1,25 – коэффициент отстройки;

n_TV=6300/100 – коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

Минимальное остаточное напряжение на шинах НН в режиме трёхфазного КЗ за Т₆:

.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения по условию отстройки от трёхфазного КЗ за сосредоточенным сопротивлением (за T₆):

.

Принимаем U_ср1=58 В.

Напряжение срабатывания реле максимального напряжения (контроля наличия напряжения на резервном источнике питания) по условию отстройки от минимального рабочего напряжения:

,

где k_ОТС=1,5;

k_B=0,8 – коэффициент возврата (для реле РН-50).

Принимаем U_ср2=75 В.

Выдержка времени ПОН по условию отстройки от времени действия защит смежных элементов, в зоне действия которых остаточное напряжение оказывается ниже напряжения срабатывания ПОН:

t_ср.ПОН=t_сз.max+t_зап=1,3+0,5=1,8 с.,

где t_сз.max=1,3 – максимальная выдержка времени защит смежных элементов, в зоне действия которых остаточное напряжение менее уставки ПОН (по заданию);

t_зап=0,5 – время запаса (для реле с максимальной выдержкой 9 с.).

Выдержка времени ПОН по условию отстройки от времени действия других устройств противоаварийной автоматики (АПВ):

t_ср.ПОН=t_сз.L4+t_са.L4+t_зап=0,5+1,0+0,5=2 с.,

где t_сз.L4=0,5 с. – время действия релейной защиты, надёжно охватывающей всю линию;

t_са.L4=1,0 с. – время действия устройства однократного АПВ питающей линии L₄.