При учете электромагнитных процессов

Для машины с явновыраженными полюсами, т. е. с неодинаковыми и , расчет усложняется. Затруднение заключается в том, что вследствие неравенства и машину нельзя представить в виде эквивалентной схемы замещения. Обычно поступают следующим образом: вместо действительной машины для определения токов и мощности рассматривают фиктивную машину с одинаковыми индуктивными сопротивлениями в продольной и поперечной осях. Причем сопротивление и ЭДС берутся такими, чтобы активные и реактивные мощности машины при одном и том же напряжении на ее выводах и угле получились бы такими же, как и у действительной машины. Эти условия удовлетворяются, если взять сопротивление равным сопротивлению . Электродвижущая сила такой фиктивной машины будет представлена вектором , который всегда совпадает с направлением вектора . Таким образом, введя фиктивную ЭДС можно заменить машину с явновыраженными полюсами эквивалентной машиной с и составить эквивалентную схему замещения с сопротивлением и ЭДС (рис. 3.26).

Для такой схемы можно определить собственные и взаимные проводимости и зависимость между токами и напряжениями точно так же, как это было сделано для неявнополюсной машины:

;

;

;

;

;

. (3.54)

Рис.3.26.Явнополюсная машина: а – Схема системы; б – векторная диаграмма

Дополнительно для определения изменения ЭДС во времени необходимо найти в зависимости от и . Из векторной диаграммы имеем

,

,

откуда

(3.55)

Ход расчета динамической устойчивости для машин с явновыраженными полюсами сводится к следующему:

1. В нормальном режиме работы определяют значение мощности генератора и угла , продольной составляющей ЭДС за переходным индуктивным сопротивлением , ЭДС и соответствующее ей напряжение на выводах возбудителя .

2. Определяют собственные и взаимные проводимости ветвей схемы замещения для аварийных условий (для явнополюсного генератора берется сопротивление ).

3. При наличии в схеме возбуждения режима форсировки строят кривые изменения напряжения на выводах возбудителя и соответствующих значений вынужденной ЭДС .

4. По уравнению (3.54) определяют значение фиктивной ЭДС для первого момента нарушения режима работы. Значения и берут по данным расчета нормального режима:

.

5. По уравнению (3.55) определяют ЭДС

6. По уравнению (3.53) находят изменение продольной ЭДС за переходным индуктивным сопротивлением в течение рассматриваемого интервала времени

.

7. Определяют значение в начале следующего интервала времени

.

8. Определяют активную мощность, отдаваемую генератором в сеть

.

9. Находят избыток мощности

.

10. Определяют изменение угла за рассматриваемый интервал времени:

а) для первого интервала

;

б) для последующих интервалов (при наличии скачкообразного изменения электрической мощности генератора)

.

11. Находят угол в начале следующего интервала времени

.

Для нового интервала времени расчет повторяется, начиная с пункта 4. Данный алгоритм может быть реализован в виде программы для ЭВМ.

Вопросы и задания для самопроверки

1. Основные методы расчета динамической устойчивости.

2. Графический метод анализа динамической устойчивости.

3. Предельный угол отключения КЗ.

4. Методы решения уравнения движения ротора генератора, используемые при анализе динамической устойчивости.

5. Алгоритм расчета динамической устойчивости сложных электроэнергетических систем.

6. Задачи исследования динамической устойчивости.

7. Основные допущения при исследовании динамической устойчивости.

8. Как возникают и развиваются колебания ротора генератора под действием большого возмущения?

9. Особенности основных выражений при анализе динамической устойчивости методом последовательных интервалов.

10. Уравнение движения ротора генератора при различных допущениях.

11. Как с помощью способа площадей оценивается влияние АРВ и АРЧВ на динамическую устойчивость?

12. Особенности учета влияния электромагнитных переходных процессов на протекание электромеханических процессов.

13. Анализ АПВ с помощью способа площадей.

14. Условия успешной синхронизации генераторов.

15. Нелинейные дифференциальные уравнения, описывающие переходные процессы в простейшей электроэнергетической системе при учёте электромагнитных переходных процессов.