УДК 621.713.13: 621.313
РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ АНАЛИЗА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СХЕМЕ ГЛАВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ

Ткаченко С.Н., магистрант; Сивокобыленко В.Ф. д.т.н. проф.
Донецкий национальный технический университет

     В настоящее время актуальной является разработка математической модели электрической станции, позволяющей анализировать переходные процессы, возникающие при однофазных и многофазных коротких замыканиях [КЗ] в отходящих линиях электропередач, на сборных шинах, в трансформаторах, а также при неполнофазных отключениях выключателей высокого напряжения, обрывах фаз и др.
     Для создания такого класса математической модели требуются полные математические описания всех элементов главной схемы электрических соединений электрической станции на основе полных дифференциальных уравнений.
     Уравнения для элементов, обладающих пофазной симметрией (ЛЭП, трансформатор, кабель), записываются в трёхфазной системе координат a, b, c или в двухфазной системе x, y, то есть в неподвижной относительно статоров генераторов.      Для симметричных электрических машин (асинхронные двигатели) используются оси x, y, а для несимметричных (синхронные генераторы и двигатели) – система координат, жёстко связанная с осями d, q ротора. При этом на каждом шаге расчёта для синхронных машин осуществляется пересчёт режимных параметров от осей d, q к осям всех остальных элементов a, b, c или x, y.
     В соответствии с заданной схемой соединений записываются уравнения связи между элементами, с помощью которых определяются узловые напряжения в схеме, а затем решаются дифференциальные уравнения отдельных агрегатов.
     С помощью данной модели производится расчёт мгновенных значений токов короткого замыкания, оценивается поведение генераторов при КЗ различной удалённости, поведение асинхронных и синхронных двигателей на секциях собственных нужд, а также может быть выполнен анализ асинхронных режимов турбогенераторов, возникающих при потере возбуждения. Представляется возможным определять предельное время допустимой длительности КЗ из условия обеспечения динамической устойчивости синхронных генераторов и с учётом получаемых результатов осуществлять выбор уставок устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики. Модель реализована на языке C++ применительно к ПЭВМ.

Публикация: СевНТУ. Международная научно-техническая студенческая конференция"Прогрессивные направления развития машинно-приборостроительных отраслей и транспорта", секция "Электротехнические и электромеханические системы". 24-30 апреля 2003 года. Севастополь.