Исследование динамической устойчивости простейшей нерегулируемой электрической системы (Лабораторная работа № 4), страница 2

Первой основной отличительной особенностью является то, что при изменении режима активная мощность не изменяется мгновенно. Изменение режима обуславливает появления апериодических составляющих в токах фаз, что приводит к электромагнитной несимметрии даже при симметричных возмущениях (трехфазное КЗ или трехфазное отключение линии). Так, например, при трехфазном коротком замыкании в начале одной из цепей ЛЭП активная мощность генератора будет не мгновенно, а постепенно уменьшаться до значения близкого к нулю (рис.4.5).

Рис.4.5 - Осциллограмма  активной мощности

генератора при трехфазном КЗ в начале одной из цепей ЛЭП

Второй основной отличительной особенностью является то, что при несимметричных режимах не сохраняется трехфазная симметричная система источников, что приводит  к пульсации активной мощности около некоторого среднего значения. Так, например, при однофазном коротком замыкании в начале одной из цепей ЛЭП активная мощность генератора после затухания апериодических составляющих в токах фаз  будет пульсировать около некоторого среднего значения  (рис.4.6).

Рис.4.6 - Осциллограмма  активной мощности

генератора при однофазном КЗ в начале одной из цепей ЛЭП

Третьей основной отличительной особенностью является то, что отклонения частоты вращения ротора генератора могут быть значительны, что, согласно основному уравнению движения ротора генератора  

, где Т_j – постоянная инерции генератора, обусловлено изменением мгновенной активной мощности генератора.

Так, например, при двухфазном  коротком замыкании в начале одной из цепей ЛЭП скорость вращения ротора генератора может отклоняться на 0.01 о.е., что при частоте 50 Гц составляет 0.5 Гц. при этом форма кривой частоты зависит от формы кривой активной мощности (рис.4.7). 

Рис. 4.7 –  Осциллограммы скорости и активной мощности

генератора  при двухфазном КЗ в начале одной из цепей ЛЭП с последующим отключением цепи

В работе исследование динамической устойчивости простейшей электрической нерегулируемой системы проводится на виртуальной модели, созданной в пакете SimPowerSystems программы Matlab 7.4 (рис. 4.6).

Рис.4.8 – Виртуальная модель простейшей

электрической нерегулируемой системы

Исходными данными для модели являются значения параметров блоков генератора (Generator), трансформатора (Transformer), линии электропередач (Line), системы (System), которые задаются преподавателем. Блок настройки (Continious) позволяет устанавливать величину выдаваемой мощности генератора, режим системы, предшествовавший отключению цепи линии (короткому замыканию), при этом мощность турбины Р_о и напряжение возбуждения U_f определяются автоматически. Отключение цепи ЛЭП моделируется с помощью блоков выключателей (Breaker 1 и Breaker 2), в которых устанавливается первоначальное положение, отключаемые фазы, время отключения (включения). Короткое замыкание моделируется с помощью блока имитатора КЗ (Fault), в котором задаются замкнувшиеся фазы, время замыкания (устранения замыкания). На  осциллограф (Scope) выводятся изменение угла d(t), изменение угловой скорости ротора генератора w(t), активная мощность выдаваемая генератором р(t) и мощность турбины генератора Р_о. На графопостроитель (XY Graf) выводится изменение активной мощности генератора от угла Р(d).