Название: вероятностные модели режимов ээс(Гамм А.З)

Жанр: Информатика

Просмотров: 1554


3.5. автоматическое восстановление исходной схемы

Теоретические сведения

После аварии и деления системы на части (рис. 3.1), работы АЧР, восстановления частоты необходимо создать исходную схему и режим. В значительной степени это задачи диспетчерского персонала. Исходная схема может быть восстановлена автоматически, путем повторного включения ранее отключенных связей, это облегчает работу персонала и исключает человеческий фактор в ответственных операциях. Разновидности трехфазного автоматического повторного включения линий с двусторонним питанием без параллельных связей: быстродействующее (БАПВ), несинхронное (НАПВ), с ожиданием синхронизма (АПВОС), с улавливанием синхронизма (АПВУС). Устройства АПВОС применяются при синхронизме напряжений, однако могут использоваться и при потере синхронизма, если разность частот несинхронных напряжений мала. Устройства АПВУС используются на линиях с двусторонним питанием, не имеющих шунтирующих связей. Ограничения по применению АПВ в указанных условиях:

 Повторное включение не должно приводить к нарушению устойчивости и асинхронному ходу. Следовательно, возмущение от включения не должно быть большим.

 Ток несинхронного включения не должен превосходить допустимых величин для генераторов и трансформаторов. Следовательно, взаимный угол между включаемыми эдс не должен превышать допустимой величины. Максимально допустимая ошибка включения по углу:

d ош доп = 2arcsin[I"у Х "с/(2Eq")],

где: I"у – (1 – 2) Iг ном – допустимое значение толчка уравнительного

        тока,

Х "с – сверпереходное сопротивление связи с системой.

Устройства АПВОС, АПВУС по принципу повторяют построение синхронизаторов, применяемых на электрических станциях при включении генераторов, за тем исключением, что в их состав не входят элементы, отвечающие за подгонку напряжений синхронизируемых частей ЭЭС по модулю и частоте. Некоторые технические характеристики синхронизаторов приведены в табл. 3.2.

                                                Таблица 3.2

Параметры автоматических синхронизаторов

Параметр ¯ / тип синхронизатора ®

АСТ-4

СА-1

Входное напряжение, В

100

100

Предельная разность частот, Гц

0.25

1.0

Предельный угол опережения, градусы

50

120

Время опережения, с

0.15…1.0

01…1.0

Максимальная угловая ошибка, градусы

4.0

4.0

 

 

Задача

Разработать требования к противоаварийной автоматике, обеспечивающей восстановление исходной схемы после аварийного деления системы на две части.

 Определить необходимый уровень восстановления частоты после действия АЧР II.

 Проверить сохранение устойчивости после работы АПВ по разным вариантам.

 Проверить допустимость АПВ разных линий.

Дополнительные сведения

Отделившуюся часть ЭЭС до аварии связывали с остальной системой две линии: одна из них напряжением 110 кВ, другая

220 кВ, обе длиной 150 км, Худ = 0.4 Ом / км, время включения выключателей линий tвкл в= 0.3 с.

В отделившейся части работают 5 генераторов по 200 МВт каждый с параметрами: Xd" = 0.2 о.е., Xd/ = 0.3 о.е., частотная постоянная отделившейся части tf = 60 с.

Генераторы работают по блочной схеме через трансформаторы с параметрами: UКЗ = 11\%, Sном = 250 МВА.

Решение

1. Рассмотрим вариант с установкой синхронизатора АСТ-4.

Для него предельная разность частот синхронизируемых напряжений 0.25 Гц. Следовательно, в отделившейся части частота должна быть восстановлена действием АЧР-II до уровня не ниже 49.75 Гц. Такой разности частот отвечает относительная скорость, легко определяемая из пропорции:

1 Гц ® 360 град / c,

0.25 Гц ® Dw град / c.

Отсюда Dw = 0.25×360 = 90 град / c. При найденной относительной скорости и времени включения выключателя t вкл. в= 0.3 с необходимый угол опережения составит: Dd = Dw×t вкл. в= 90×0.3 = = 27 град., что меньше предельного значения.

Рассмотрим вариант с установкой синхронизатора СА-1. Для него предельная разность частот синхронизируемых напряжений 1.0 Гц. Следовательно, в отделившейся части частота должна быть восстановлена действием АЧР-II до уровня не ниже 49.0 Гц. Такой разности частот отвечает относительная скорость

Dw = 1.0×360 = 360 град / c. При найденной относительной скорости и времени включения выключателя t вкл. в = 0.3 с необходимый угол опережения составит: Dd = Dw×t вкл. в= 360×0.3 = 108 град., это меньше предельного значения для данного выключателя.

ВЫВОД. Вариант с синхронизатором СА-1 сопряжен с более грубой подгонкой частот и, следовательно, меньшим объемом отключений АЧР -II. При выполнения условия подгонки частот возможно применение любого синхронизатора (угол опережения меньше предельного значения).

2. Проверка сохранения устойчивости. Определим параметры схемы. Выберем Sб = 200 МВ.А.

Х лэп 220 = Худ LSб / U2ср. ном = 0.4×150×200/ 2302 = 0.227 о.е.

Х лэп 110 = Х уд L S б / U2ср. ном = 0.4×150×200/1152 = 0.907 о.е.

Х трансф = U КЗ S б / (100 \%S ном)= 11×200/(100 \%×250) = 0.088 о.е.

Xd" = X"d о.н.е. S б / S ном = 0.2×200/200 = 0.2 о.е.

Xd/ = X/ d о.н.е. S б / S ном = 0.3×200/200 = 0.3 о.е.

Сопротивления связи с системой при включении через ЛЭП 220 кВ:

Х "с 220 = (Xd" + Х трансф) / n + Х Лэп 220 = (0.2+0.088)/5 + 0.227 =

= 0.2846 о.е.

X/ с 220 = (Xd/ + Х трансф) / n + Х Лэп 220 = (0.3+0.088)/5 + 0.227 =

= 0.3046 о.е.

Сопротивления связи с системой при включении через ЛЭП 110 кВ:

Х "с 110 = (Xd" + Х трансф) / n + Х Лэп 110 = (0.2+0.088)/5 + 0.907 =

= 0.9646 о.е.

X/ с 110 = (Xd/ + Х трансф) / n + Х Лэп 110 = (0.3+0.088)/5 + 0.907 =

= 0.9846 о.е.

Рассмотрим вариант с установкой синхронизатора СА-1.

Избыточная скорость в момент включения:

Dwо. е. = Dwи. е. / (2pf) = 360 (град / c)/ (18000 град / c) = 0.02 о.е.

Частотная постоянная в относительных единицах:

tf о.е. = tf и.е.×314 = 60×314 = 18840 о.е.

Кинетическая энергия в момент включения:

Екин = tf о.е.Dwо. е.2/2 = 18840×0.022/ 2 = 3.768 о.е.

Потенциальная энергия торможения после включения:

Епот = = Рmах (–cosp + cos40) » 2 Рmах

Пусть Е1 = Е2 » 1. Рmах = Е1×Е2/ X/ с = 1/ X/с. Из условия сохранения устойчивости Екин< Епот определим X/с. Или: 3.768 < 2 / X/с. Отсюда: X/с < 2/3.768 = 0.531.

ВЫВОД. В варианте с установкой синхронизатора СА-1 при предельной разности частот между синхронизируемыми напряжениями 1 Гц включение возможно по линии связи 220 кВ

(X/ с 220 < 0.531). Включение в этих условиях по линии связи 110 кВ приведет к нарушению устойчивости.

Рассмотрим вариант с установкой синхронизатора АСТ-4.

Избыточная скорость в момент включения:

Dwо. е. = Dwи. е. / (2pf) =

= 90 (град / c)/ (18000 град / c) = 0.005 о.е.

Кинетическая энергия в момент включения:

Екин = tf о.е.×Dwо. е.2/ 2 = 18840×0.0052/ 2 = 0.2355 о.е.

Потенциальная энергия торможения после включения:

Епот = = Рmах (–cosp + cos40) » 2Рmах

Пусть Е1 = Е2 » 1. Рмах = Е1× Е2/ X/с = 1/ X/с. Из условия сохранения устойчивости Екин< Епот определим X/с. Или: 0.2355< 2 / X/с. Отсюда: X/с < 2/0.2355=8.49.

ВЫВОД. В варианте с установкой синхронизатора АСТ-4 при предельной разности частот между синхронизируемыми напряжениями 0.25 Гц включение возможно по любой линии связи

(X/ с 220 < 8.49, X/ с 110 < 8.49). Однако в этом случае необходимы более тонкая балансировка режима и, следовательно, больший объем отключений при действии АЧР-II.

3. Проверка допустимости включения по величине сверхпереходного тока.

Проверим допустимость включения для генераторов. Максимально допустимая ошибка включения по углу. Пусть в худшем случае I"у = 1, Eq" = 1.05, Х "с 220 = 0.2846, тогда:

d ош доп = 2 arcsin [I"у Х "с/(2 Eq")] =

= 2 arcsin [1×0.2846 /(2×1.05)] = 15.58 град.

Это гораздо больше угловой ошибки синхронизатора, т. е. включение допустимо.