Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.

К внезапным нарушениям режима (ВНР) электрических систем относятся короткие замыкания различного вида, несинхронные включения генераторов на параллельную работу, подключение асинхронной нагрузки, мощность которой соизмерима с мощностью генераторов ЭС.

Рассмотрение начального момента внезапного нарушения режима необходимо как для лучшего понимания электромагнитных процессов в элементах электрических систем, так и для решения задач по расчету параметров начального момента ВНР с целью выбора электрических аппаратов и уставок элементов релейной защиты и противоаварийной автоматики.

В начальный момент ВНР (t = 0) структура и некоторые параметры электрической системы изменяются скачком. Это приводит к возникновению электромагнитного переходного процесса, в конце которого ЭС переходит к новому установившемуся режиму.

Рассмотрим ветвь электрической системы, отделенную от остальной части ЭС глухим коротким замыканием. Схема замещения этой части системы показана на рис.7.1.

Рис.7.1.

На схеме замещения активные сопротивления генератора и внешней цепи до точки КЗ отсутствуют, учтены только реактивные сопротивления этих элементов Х_Г, Х_вн и ЭДС генератора Е_q. В данном случае такое допущение справедливо, так как активные сопротивления генераторов, трансформаторов и воздушных линий электропередачи намного меньше их реактивных сопротивлений (примерно в 30 раз). Поэтому пренебрежение активными сопротивлениями не оказывает влияния на точность расчета токов в начальный момент КЗ.

При изменении режима работы электрической цепи с индуктивным сопротивлением скачкообразное изменение тока в этой цепи невозможно, поэтому значение тока i₍₀₎ в электрической схеме 6.1 в начальный момент КЗ должно быть равно току i₀ предшествующего режима. Однако при изменившихся условиях этот ток состоит уже из двух слагающих, возникающих в переходном процессе: периодической i_П(0), которая вызывается ЭДС, наводимой магнитным потоком ротора, и апериодической i_a(0), обусловленной изменением потока статора. Следовательно:

i₀ = i_П(0) + i_a(0).

В этой лекции рассматриваются причины изменения периодического i_П(0) тока КЗ и возникновения апериодического i_a(0) тока в начальный момент ВНР. С этой целью мы изучим особенности начальной стадии переходного процесса, переходные параметры и генераторов и физический смыл этих параметров.

В заключение рассмотрены векторные диаграммы явнополюсного генератора в предшествующем режиме и в начальный момент ВНР, проведен сравнительный анализ этих диаграмм.