Материал: Полный текст лекций

КЗ с отключением линии

Рисунок 46

НР – нормальный режим, АР – аварийный режим, ПАР – послеаварийный режим.

У нас была характеристика НР, она была актуальной до аварии. Схема модели такая же, как и в прошлый раз:

Происходит КЗ на ВЛ2. Все источники начинают подпитывать точку КЗ. РЗ начинает отрабатывать и отключает ВЛ2 с двух сторон.

До КЗ мы находились в точке 1. Происходит КЗ, и мы переходим на характеристику АР, в точку 2. Характеристика АР находится ниже характеристики НР, потому что при КЗ

углов до тех пор, пока не сработает РЗ (0,1…0,2 сек.), таким образом, дойдем до точки 3 на характеристике АР. Переходим в характеристику ПАР. Характеристика ПАР находится между НР и АР: ниже НР, потому что увеличилось (отключение одной линии), и амплитуда характеристики снизилась; выше АР, потому что после АР напряжения восстановились примерно до тех же значений и амплитуда характеристики увеличилась. Переходим в характеристику ПАР в точку 4.

В точке 4: ротор за все это время накопил энергию в площадке ускорения, и нам надо эту энергию рассеять. Поэтому мы идем в правую сторону по характеристике ПАР до тех пор, пока не рассеем накопившуюся энергию в точке 5 (на рисунке 46 изображен частный случай, необязательно до точки пересечения с Pт). Из точки 5 мы стремимся в сторону меньших углов в новую точку 6 устойчивого равновесия. Но перед остановкой на этой точке мы несколько раз будем идти туда-сюда.

Нарушение параллельной работы генераторов может привести к значительному ущербу, потому что оно помимо прочего сопровождается отключением нагрузок. То есть когда у нас происходит нарушение устойчивости параллельной работы, мы можем некоторые нагрузки откинуть.

Аварийные ситуации постоянны и непредсказуемы. На линиях КЗ (аварии) это норма. Исходя из графического принципа определения устойчивости энергосистем, общий

принцип действия нашей противоаварийной автоматики должен быть направлен: либо на уменьшение площадки ускорения, либо на увеличение площадки торможения.

Автоматическое повторное включение (АПВ) линии.

Рисунок 48

На одной линии происходит КЗ. После этого РЗ отключает линию с двух сторон, и в принципе линию после отключения можно включать. У воздушной линии в качестве изоляции служит воздух, то есть когда ветер сдует воздух, то изоляция восстановится. В кабельной линии – совсем не так. Если там КЗ, то изоляция разрушится. В случае кабельной линии АПВ делать нельзя, а в воздушной линии можно.

Не надо включать линию сразу после того как произошло КЗ. Если произошло КЗ, и мы отключили точки подпитки на выключателях, то у нас в течение определенного времени идет процесс, когда заряд с емкостей на землю и с емкостей междуфазных сливается в воздушный промежуток. То есть, происходит процесс разряжения емкости линии – деионизация дугового канала. И время, пока разряжается емкость линии, равно 0,2…0,35 сек. Иными словами, после отключения источников подпитки у нас сама линия еще какое-то время выступает в роли источника подпитки КЗ, и только тогда, когда ее канал разрядится, можно повторно включить эту линию. Это время (пауза АПВ) зависит от стекающей емкости, от заряда. Получается, чем больше емкость, тем больше время, в течение которого происходит деионизация дугового канала. А емкость больше, если линия длинная, если линия на более высоком напряжении.

ОАПВ – однофазное АПВ, ТАПВ – трехфазное АПВ. Дело в том, что в выключателе есть возможность выбора отключающей/включающей фазы: однофазный привод, либо общий привод для всех фаз. Это связано с тем, что если мы отключаем всю линию, то характеристика АР просядет сильнее, а если оставим две фазы, то по этим двух фазам мощность будет идти.

Модель АПВ двухцепной линии

Рисунок 49

Мы находимся на точке 1 характеристики НР. Происходит КЗ (скорее всего не 3 фазное). Мы перемещаемся вертикально вниз (угол не меняется скачком) на характеристику АР (снизилось потому что упало напряжение) в точку 2. Дальше, анализируя Pm – Pe, узнаем, что мы движемся в сторону больших углов в точку 3 до тех пор, пока существует КЗ (пока еще РЗ не сработала). В точке 3, где мы успели накопить определенную площадку торможения, срабатывает РЗ и отключает линию по двум концам. После этого, мы идем в характеристику ПАР (ниже чем НР, потому что при отключении линии Xсум стало больше) в точку 4. Мы не идем в сторону меньшего угла, потому что мы накопили площадку ускорения, которую необходимо рассеять. Поэтому движемся по характеристике ПАР в сторону большего угла в течение паузы АПВ до точки 5 (считается, что АПВ прошло успешно). Соответственно, мы переходим на характеристику НР в точку 6. И продолжаем рассеивать накопившуюся энергию (в сторону большего угла) по характеристике НР до точки 7 (на рисунке 49 тоже частный случай). Потом, так как Рт – Ре < 0, будем двигаться в сторону меньших углов. Перед тем, как установиться в точке 1 мы несколько раз будем колебаться туда сюда, и затем остановимся в точке 1 – точке устойчивого равновесия.

Рассмотрит АПВ с точки зрения противоаварийной автоматики. Почему это работает, почему это помогает нашей системе?

Это помогает благодаря выделенному синим цветом участку (рисунок 50). Он прибавляется к площадке торможения. То есть если бы мы не применили АПВ, то площадка торможения была бы только на участке, выделенном черным цветом (рисунок 50). Но благодаря тому, что мы использовали АПВ, у нас потенциальный сегмент площадки торможения стал больше.

Рисунок 50

Неуспешное АПВ

АПВ было бы неуспешным в том случае, если бы на нижней линии КЗ не прошло после включения линии. Такое случается, например, когда линию случайно задел какой-нибудь кран и т.п. МУХ: мы бы также из точки 1 спустились на точку 2, затем также перешли бы в точку 3 до КЗ, также поднялись бы наверх до точки 4. Потом также пошли бы по характеристике ПАР к точке 5 при паузе АПВ. После чего, мы бы включили линию и спустились бы на линию характеристики АР к точке 6 (рисунок 51), то есть мы бы перешли вниз. И в соответствии с уравнением движения мы бы продолжали двигаться по характеристике АР в сторону больших углов до тех пор, когда РЗ повторно не отключит линию до точки 7. А дальше как настроена автоматика: рано или поздно РЗ отключит линию и повторное КЗ перестанет быть, и мы будем двигаться вверх к характеристике ПАР к точке 8. После этого, мы снова движемся вправо, чтобы рассеять накопившуюся энергию.

Рисунок 51