4. Расчет динамической устойчивости простой системы методом последовательных интервалов

Из п.3. имеем угловые характеристики:

доаварийная Р=7.29^.sinδ, причем Р₀=3.2; δ_о=26°04';

однофазное к. з. P=5.4^.sinδ;

двухфазное к. з. P=4.25^.sinδ;

двухфазное на землю к. з. P=2.37^.sinδ;

трехфазное к. з. Р=0.

Послеаварийная характеристика:

Критический угол

Предельные углы отключения

при однофазном к. з.

Решения нет, так как генератор динамически устойчив без отключения аварии;

при двухфазном к. з.

Решения нет, так как генератор динамически устойчив без отключения аварии;

при двухфазном к. з. на землю

при трехфазном к. з.

Отсутствие предельного угла отключения при однофазном и двухфазном к. з. подтверждается методом площадей. На рис.4.1этим методом подтверждается предельный угол отключения при однофазном к.з., на рис.4.2 – двухфазном к. з., на рис.4.3 – при двухфазном на землю и на рис.4.4 – при трехфазном к. з.

Для определения предельного времени отключений рассчитывается кривая δ=f(t) при длительных авариях для всех рассматриваемых к з.

;

Для однофазного к.з.: Δt=0,05с;

Первый интервал (t=0,05с):

Второй интервал (t=0,10с)

Третий интервал (t=0,15 с)

Четвертый интервал (t=0,20 с)

Для двухфазного к.з.: Δt=0,05с;

Первый интервал (t=0,05с):

Второй интервал (t=0,10с)

Третий интервал (t=0,15 с)

Четвертый интервал (t=0,20 с)

Для двухфазного к.з. на землю: Δt=0,05с;

Первый интервал (t=0,05с):

Второй интервал (t=0,10с)

Третий интервал (t=0,15 с)

Четвертый интервал (t=0,20 с)

Для трехфазного к.з.: Δt=0,05с;

Первый интервал (t=0,05с):

Второй интервал (t=0,10с)

Третий интервал (t=0,15 с)

Четвертый интервал (t=0,20 с)

Таблица 4.1

Таблица результатов расчета

t, с	Δ
	Однофазное к.з.	Двухфазное к.з.	Двухфазное к.з. на землю	Трехфазное к.з.
0	26004’	26004’	26004’	26004’
0,05	29015’	31004’	34014’	38004’
0,10	36053’	43062’	56025’	74004’
0,15	4308’	58021’	87058’	134004’
0,20	47004’	69071’	125015’	218004’

На рис.4.5 построены кривые выбега ротора генератора, из которых следует, что предельные углы отключения достигаются при трехфазном к. з. (δ_пред=59°40') за t_пред=0.081 с; при двухфазном к. з. на землю (δ_пред=80°83') за t_пред= 0.14 с;

5. Расчет устойчивости при самозапуске двигателей нагрузки

Самозапуск проходит тем тяжелее, чем больше перерыв в электроснабжении. Если к моменту восстановления питающего напряжения двигатели нагрузки успевают остановиться, условия самозапуска оказываются самыми трудными: они соответствуют одновременному пуску всех двигателей.

Для определения самозапуска необходимо знать пусковой момент двигателя и момент сопротивления на валу. Если пусковые моменты всех двигателей оказываются меньше, чем моменты сопротивления их рабочих механизмов, то одновременный самозапуск невозможен, и двигатели нужно вводить в работу поочерёдно.

Схема на рис. 5.1 поможет нагляднее представить узел нагрузки.

Упростим схему рис. 5.2

х  сопротивление связи с системой.

х = х₆ + х₈ + х₂₃ = 0.063,

Результирующее сопротивление схемы в момент восстановления напряжения:

х_ = х + (х^_d / 3) = 0.106,

где х₆, х₈, х₂₃ – величины из курсовой работы по дисциплине Электромагнитные переходные процессы.

При незаданном критическом скольжении принимаем S_кр = 0.2. Таким образом, можно найти активное сопротивление заторможенного ротора:

R = S_кр  х_ = 0.2  0.106 = 0.021

Напряжение на питающих шинах нагрузки:

U = U₀  ( 1 – x / х_ ) = 1  ( 1 – 0.063 / 0.106 ) = 0.406

Ток двигателей:

I = U / x_СД = 0.406 / 10 = 0.041

( x_СД = х^_d  S_б / S_н )

Пусковой момент:

М = I²  R = 0.041²  0.021 = 0.035

Приняв разную нагрузку на валах двигателей при S_н = 2 МВА – Р₀₁ = 1,5 МВт; Р₀₂ = 1 МВт; Р₀₃ = 0,5 МВт – переведём её в о.е. и сравним:

М₀₁ = Р₀₁ / S_б = 1,5 / 100 = 0,015

М₀₂ = Р₀₂ / S_б = 1/ 100 = 0,01

М₀₃ = Р₀₃ / S_б = 0,5 / 100 = 0,005

Рис.5.1. Расчетная схема.

СД СД СД

Рис. 5.2. Схема замещения.

Вывод:

Получаем, что возможен самозапуск только третьего двигателя, т.к. его момент на валу меньше пускового. После его самозапуска возможен дальнейший каскадный самозапуск остальных двигателей.