Диссертация (1143218), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Этим условиям соответствуетнахождение начальных (стартовых) узлов годографов сопротивлений в ΙVквадранте (рисунок 5.12) с отрицательными значениями углов болееφz = -45 º. Траектория изменения соответствующих годографов для удобстваанализа на рисунке 5.12 показана стрелками. Анализ их изменения позволяетсделать важный вывод о том, что при введении двух треугольных(многоугольных) характеристик срабатывания, ограниченных прямыми суглами наклона -60 º и -45 º можно обеспечить селективную работуавтоматикипредотвращенияиликвидацииасинхронныхрежимовэлектрических станций при потере возбуждения генераторов. Областиселективного и верного срабатывания противоаварийной автоматики нарисунке 5.12 отмечены штриховкой.Немаловажное значение имеет последовательность перехода годографав различные квадранты комплексной плоскости, а также последовательностьпересечения годографом указанных границ (областей) характеристиксрабатывания.
Приведенный выше анализ показывает, что регистрируяопределенные последовательности перехода в квадранты комплекснойплоскости можно определить в какой из частей электромеханическойсистемы происходит изменение напряжения с большим (или меньшим)уровнем мгновенной амплитуды, а также с большей или меньшеймгновенной частотой электромагнитных колебаний. Поэтому при синтезеизмерительнойтребованиями:частиАЛАРбудемруководствоватьсяследующими266 измерительная часть АЛАР должна содержать такое количествореле сопротивления (реле направления, мощности), чтобынадежно зафиксировать возникновение асинхронного режима.При этом должна обеспечиваться отстройка от короткихзамыканий, от различных рабочих режимов, включая перегрузкии синхронные качания. Логическая часть АЛАР должна обеспечивать кроме деленияэнергосистемы на части также и расширенные функциональныевозможности, указанные выше. Схематически устройство должно быть простым и надежным.Последнее требование предопределило то, что в этой главедиссертации(какпредварительнойразработкеАЛАР)предпочтение отдано аналогово-дискретной реализации, когдаизмерительная часть будет строиться на основе аналоговых ианалогово-цифровых интегральных микросхем, а логическая - наоснове программируемых микроконтроллеров.Наличие полной информации о мощности и сопротивлении даетвозможность получить сложные характеристики срабатывания.
Напомним,что принятые ранее в работе обозначения (штриховкой, рисунки 5.11, 5.12)областейселективногосрабатыванияавтоматикипозволяютклассифицировать её как защиту с минимальным принципом действия.Приведенные ниже выражения, описывающие характеристику срабатываниязащиты в виде n-стороннего многоугольника, получены при условиинахождения годографа комплексного сопротивления внутри этой области.Уравнения прямых(границобластисрабатывания) на комплекснойплоскости R + j X также учитывают принятое автором направление обхода(порядок нумерации сторон) по часовой стрелке относительно левого угла(вершины) полигональной характеристики срабатывания.
Таким образом,характеристика срабатывания достигается реализацией n неравенств:267X X i 0 tg (Zi ) R Ri 0 < 0 , при -90 º < φzi < 90 º;(5.16)X X i 0 tg (Zi ) R Ri 0 > 0 , при 90 º < φzi < -90 º,(5.17)где i – порядковыйномерребра(стороны)n-стороннегомногоугольника при направлении обхода по часовой стрелке, относительноего левого угла;Xi0, Ri0 - координата точки пересечения i-ой прямой характеристикисрабатывания с мнимой и вещественной осью, о.е; Zi - угол наклона i-ой прямой относительно оси абсцисс R, градус.При наличии сторон характеристики, совпадающих с осью ординат j X,соответствующие уравнения (5.16), (5.17) вследствие их вырождения приуглах φzi = -90 º и φzi = 90 º должны быть заменены выражениями с учетомрасположения описываемой характеристики срабатывания в правой илилевой полуплоскости: R Ri 0 > 0 ,для I и IV квадранта;(5.18) R Ri 0 < 0 ,для II и III квадранта.(5.19)Контроль одновременного решения системы неравенств (5.16) - (5.19)осуществляется с помощью логического конъюнктора.В некоторых средствах противоаварийной автоматики контрольсопротивления не является обязательным.
При этом требуется контрольвеличиныилисоставляющихзнака(учетакомплекснойнаправления)мощности,активнойкоторыеиреактивнойвычисляютсяповыражениям (5.8) – (5.15). Для описания соответствующих характеристиксрабатывания этих измерительных и пусковых органов в комплекснойплоскости P(t) + j Q(t) необходимо умножить соответствующее выражениесистемы неравенств (5.16) - (5.19) на половину квадрата мгновеннойамплитуды обобщенного аналитического сигнала тока 0,5 I m2 (t ) .Сучетомвыполненногоматематическогоописанияусловийсрабатывания защиты от потери возбуждения синхронных генераторов268автором предлагается применение двух ступеней, одна из которых выполняетупреждающую функцию диагностики (предотвращения возникновения)асинхронногосинхронныхрежима.Длягенераторовприпредотвращенияпотереасинхронноговозбуждениярежиматрапецеидальнаяхарактеристика срабатывания II ступени описывается следующей системойнеравенств(нарисунках 5.11, 5.12областьсрабатыванияобозначенаштриховкой с правым наклоном и характерными участками 0,5 о.е и 1,0 о.е.): X II ст X 10II ст tg (0 ) R II ст < 0; II стII ст X tg (45 ) R < 0; II стII стII ст X X 30 tg (180 ) R > 0; X II ст tg (120 ) R II ст > 0,(5.20)где X 10II ст , X 30II ст – уставки 1-го и 3-го (при направлении обхода почасовой стрелке) отрезка полигональной характеристики, измеряемые в [Ом]и определяемые по выражениям:X10II ст kот' xd' ;(5.21)X 30II ст kот xd ,(5.22)где kот' – коэффициент отстройки в переходном режиме, равный1,2 - 1,6 о.е.;xd' - индуктивное переходное сопротивление статора синхронноймашины по продольной оси, равное 0,32 о.е.
(для гидрогенератораСВ 1313/28-48 Бурейской ГЭС);kот – коэффициент отстройки в квазиустановившемся режиме, равный0,85 - 0,95 о.е.;xd - индуктивное сопротивление статора синхронной машины попродольной оси, равное 1,05 о.е. (для гидрогенератора СВ 1313/28-48Бурейской ГЭС).Основнаяхарактеристикасрабатывания(Iступень)защитыс269действием на отключение генератора и ликвидацию асинхронного режимаограничена тремя отрезками (на рисунках 5.11, 5.12 область срабатыванияобозначена штриховкой в «клетку»): X I ст tg (45 ) R I ст < 0; I стI стII ст X X 20 tg (180 ) R > 0; I ст R > 0,(5.23)где X 20I ст – уставка 2-го отрезка треугольной характеристики [Ом].Параметр срабатывания X 20I ст выбирается равным X 30II ст исходя изусловий согласования I и II ступеней противоаварийной автоматики.Для повышения надежности селективной работы автоматики врежимах трехфазных коротких замыканий, характеризующихся нулевымизначениямиконтролируемогонавыводахгенераторовкомплексногосопротивления, может быть рекомендовано использование четырехугольнойхарактеристики I ступени с ограничением по верхней границе областисрабатывания на уровне – (0,1 – 0,15)·x′d.5.4.
Противоаварийнаяавтоматикапредотвращениянарушенияустойчивости межсистемных линий электропередачи объединенныхэнергосистемТрадиционнаяметодикапроектированиякомплекснойсистемыпротивоаварийного управления мощностью объединенных энергосистемзаключается в определении предельных по передаваемой мощностистатических и динамических режимов. Определение границ областистатической устойчивости неотъемлемо связано с поиском эффективной (приэтом не всегда оптимальной) настройки систем регулирования частоты инапряжениявозбужденияагрегатов.Предельныеподинамическойустойчивости режимы определяются в результате численных экспериментов270исследования эффективности средств противоаварийной автоматики (САОН,ОГ, (О)АПВ, ИУМТ иавтоматики)примногие другие средства противоаварийнойнормативных(илиихсочетании)возмущениях[113, 176, 177].
В последующем отстройка от найденных описанным вышеобразом предельных статических и динамических режимов производитсяисходя из условий обеспечения при нормативных (регламентируемыхметодическимиуказаниями[113, 124, 177])запасахпопередаваемоймощности. Такой подход в количественной оценке запасов устойчивостиносит приближенный характер, поскольку достоверность полученныхрезультатов в значительной мере зависит от адекватности и строгостиматематического описания генераторов, их систем управления, а такженагрузки и силового оборудования [83, 113].Тем не менее, автором в результате многочисленных расчетных инатурныхисследований[133, 146-150, 152, 166-168]былопоказаноэффективное приложение структурного подхода [164] к задаче исследованийустойчивости. Впервые понятие структурной устойчивости и научноеобоснованиеметодикиисследованийустойчивостиобъединенныхэнергосистем на основе структурного подхода было введено профессоромГОУ ВПО «СПбГТУ» (ранее ЛПИ им.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
