Диссертация (1143218), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Предельным с точки зрения успешностиресинхронизации в момент времени t = 60 c является режим, отвечающийзагрузке Pас = 147 МВт генератора Г1 (рисунок 5.4).ПоследующееутяжелениережимаприувеличениинагрузкиPас = 147,5 МВт Г1 сопровождается выпадением из синхронизма агрегатовГ2 и Г3. Однако, ресинхронизация в момент времени t = 42 c являетсяуспешной.
Амплитуда колебаний асинхронного момента в этих расчетныхусловиях составляла 50-70 МВт. Оценка фазных токов статора (токовдемпферной системы, ввиду ограничений по объему не представлены вразделе) исследуемых асинхронных режимов при потере возбуждениягенератора Г1 показала, что их ликвидация может быть осуществлена придополнительном контроле тока статора с отключением генератора от сетипри достижении уставки, равной 1,27 Iном.257Рисунок 5.3 – Расчетные осциллограммы изменения напряжения (штриховая линия) итока (сплошная линия) ротора генератора Г1 при потере возбуждения и его последующейресинхронизации в момент времени t = 60 cРисунок 5.4 – Расчетные осциллограммы активной мощности P(t) (сплошная линия) иугла нагрузки δ(t) = Δω(t)·t (штриховая линия) генератора Г1 Б ГЭС при потере еговозбуждения и последующей ресинхронизации в момент времени t = 60 c258Рисунок 5.5 – Расчетные осциллограммы реактивной мощности Q(t) (сплошная линия) имгновенной амплитуды напряжения Um(t) (штриховая линия) генератора Г1 Б ГЭС припотере его возбуждения и последующей ресинхронизации в момент времени t = 60 cРисунок 5.6 – Расчетные осциллограммы мгновенной частоты ω(t), контролируемой навыводах генераторов Г1 (сплошная линия), Г2 (пунктирная линия) и Г3 (штриховаялиния) в асинхронном режиме Г1 и его последующей ресинхронизации в момент времениt = 60 c259Рисунок 5.7 – Расчетные осциллограммы активной мощности P(t), генерируемойГ2 (пунктирная линия) и Г3 (штриховая линия) в асинхронном режиме и последующейресинхронизации Г1 в момент времени t = 60 cРисунок 5.8 – Расчетные осциллограммы реактивных мощностей Q(t) и мгновенныхамплитуд напряжения Um(t), генераторов Г2 (пунктирная линия) и Г3 (штриховая линия)в асинхронном режиме и последующей ресинхронизации Г1 в момент времени t = 60 c260Указанной величине тока статора соответствует значение асинхронногомомента Mас ≈ 0,12 о.е.
и скольжения менее 0,05 % (частота напряженияоколо 50,02 Гц). Такие незначительные различия по частоте и величинеасинхронного момента представляют трудности исполнения селективнойзащиты от потери возбуждения с контролем тока статора. В связи с этим вработедалееисследуетсяэффективностьконтролякомплексногосопротивления и его ортогональных составляющих, которые вычисляются повыражениям (5.2) – (5.7) с использованием аналитических сигналов фазногонапряжения и тока.5.3.2. Синтезизмерительногоорганаавтоматикиликвидацииасинхронных режимов с контролем ортогональных составляющихэлектрических величинВ предыдущем разделе были разработаны математические моделиконтролируемых величин, характеризующих асинхронный режим (АР).
Ихматематическое описание в комплексной форме записи значительноупрощает процесс анализа характерных физических явлений и измененийэлектрических величин в квазистационарных асинхронных режимах. Крометого, как будет показано ниже, упрощается и процесс синтеза измерительнойчасти автоматики ликвидации асинхронных режимов (АЛАР). При такомподходе к анализу асинхронных режимов могут быть использованыизвестные методические разработки по синтезу измерительных органов набазе реле сопротивления, мощности и ряда других реле.В общем случае реле сопротивления подразделяются на три группы:устройства косвенного контроля (вычисления) сопротивления, устройства наоснове измерения сопротивления и устройства идентификации RLCпараметровдинамическихсистем.Напомним,чторешениезадачипараметрической идентификации подробно изложено в главе 2. Изложенные261в предыдущем разделе результаты исследований получены с использованиемобобщенных аналитических сигналов напряжения, тока, мгновенной частотыэлектромагнитныхиэлектромеханическихколебаний,атакжематематических моделей комплексной мощности.
С учетом этого, синтезизмерительного органа противоаварийной автоматики контроля потеривозбуждения производится на основе измерительного органа (реле)косвенного контроля ортогональных составляющих аналитического сигналакомплексного сопротивления, модель которого также описана в одном изпредыдущих разделов.Главной особенностью применения такого реле для построения АЛАРявляетсяреализациянапряженияитока,фильтравобобщенныхосновекоторогоаналитическихсовместноесигналовиспользованиепреобразований Гильберта и преобразований систем координат. Физическийсмысл интегрального преобразования Гильберта, как известно, состоит вповороте всех составляющих контролируемого сигнала на угол, равный π/2.На рисунках 5.9, 5.10 показано изменение активных и реактивныхсоставляющиханалитическихсигналовкомплексныхсопротивлений,контролируемых на выводах генераторов Г1, Г2, Г3 Бурейской ГЭС.Представленные зависимости ортогональных составляющих комплексныхсопротивленийпоказаныприподключенииизмерительныхцепейпротивоаварийной автоматики к измерительным трансформаторам тока инапряжения, коммутируемым со стороны шинных выводов обмотки статорасоответствующих генераторов.Анализ изменения ортогональных составляющих позволяет установитьзону (область) селективного срабатывания защиты от потери возбуждения.Установлено, что при потере возбуждения генератором Г1 Бурейской ГЭСвсе активные составляющие комплексного сопротивления имеют тенденциюк снижению без смены знака.
При этом наибольшее снижение (практическидо нуля) характерно для генератора Г1, потерявшего возбуждение(рисунок 5.9).262Рисунок 5.9 – Расчетные осциллограммы изменения активных составляющих R(t)комплексной функции сопротивления z(t), контролируемого на выводах генераторов Г1(сплошная линия), Г2 (штрихпунктирная линия) и Г3 (штриховая линия) в асинхронномрежиме и последующей ресинхронизации Г1 в момент времени t = 60 c.Рисунок 5.10 – Расчетные осциллограммы изменения реактивных составляющих X(t)комплексной функции сопротивления z(t), контролируемого на выводах генераторов Г1(сплошная линия), Г2 (штрихпунктирная линия) и Г3 (штриховая линия) в асинхронномрежиме и последующей ресинхронизации Г1 в момент времени t = 60 c.263Реактивная составляющая сопротивления аварийного генератора Г1 врезультате потери возбуждения имеет отрицательные средние значенияХГ1(t) ≈ -0,4 о.е.около(рисунки 5.9, 5.10,вквазиустановившемсяинтервалвремениасинхронномt Є [30; 60] с)срежимеколебаниямиотносительно средней величины ± 0,1 о.е.
Индуктивные составляющиевозбужденных машин Г2, Г3 имеют тенденцию к росту со среднимиположительнымизначениямиХГ2(t) ≈ 0,6 о.е.иХГ3(t) ≈ 1,0 о.е.саналогичными уровнями колебаний.После ресинхронизации в момент времени t = 60 с (рисунки 5.9, 5.10)под действием систем регулирования частоты и напряжения возбужденияагрегатовпроисходитизменениеортогональныхоставляющихсопротивления с их устремлением к предаварийным значениям. С учетомвышеописанного анализа следует вывод о том, что годограф сопротивления,контролируемого на выводах генератора Г1, потерявшего возбуждение,находится в ΙV квадранте комплексной плоскости Re[z(t)] + j Im[z(t)](рисунок 5.11).Годографыкомплексныхсопротивленийостальных(возбужденных) синхронных машин, работающих в режиме выдачи активнойи реактивной мощности располагаются всегда в I квадранте (рисунок 5.11).Работа генераторов в режиме компенсации (потребления) реактивноймощности отвечает малым отрицательным углам (до -20..-25 º, с учетомдействия блока ОМВ) комплексного сопротивления в ΙV квадранте.Следовательно, вводя характеристику срабатывания защиты, ограниченнуюсемейством линейных отрезков (прямых) в ΙV квадранте комплекснойплоскости Re[z(t)] + j Im[z(t)] возможно синтезировать селективную ивысокочувствительную защиту от потери возбуждения.
Для подтвержденияданноготезисавработевыполненыдополнительныеисследованияразличных аварийных режимов. На рисунке 5.12 изображены расчетныегодографы комплексного сопротивления контролируемого на выводахгенератораГ1ресинхронизацииврежимепотеривозбуждения(сплошнаялиния),врежимеипоследующейдвухфазного(АС)264Рисунок 5.11 – Расчетный годограф комплексной функции сопротивления Z(t),контролируемого на выводах генераторов Г1 (сплошная линия), Г2 (штрихпунктирнаялиния) и Г3 (штриховая линия) при потере возбуждения Г1 и его последующейресинхронизации в момент времени t = 60 cРисунок 5.12 – Расчетный годограф комплексной функции сопротивления Z(t),контролируемого на выводах генератора Г1 в режиме потери возбуждения иресинхронизации (сплошная линия), в режиме двухфазного (AС) КЗ на его выводах(штриховая линия) и в режиме трехфазного КЗ на шинах ОРУ 220 кВ (пунктирная линия)265короткого замыкания (КЗ) на выводах генератора Г1 (штриховаялиния) и в режиме трехфазного КЗ (пунктирная линия) за блочнымтрансформатором (на шинах ОРУ 220 кВ Бурейской ГЭС, рисунок 5.1).Для качественного подтверждения сформулированного выше тезиса оселективности в режимах КЗ измерительного органа, контролируемыеортогональные составляющие комплексного сопротивления, начальныеусловия(предаварийныйрежим)соответствуетграничнымусловиямхарактеристики срабатывания блока ОМВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
