Этот пример показывает использование трехфазных блоков для изучения отказа от фазы к земле и однополюсного повторного размещения 735-kV линии электропередачи
Г. Сибиль (Гидро-Квебек)
Две параллельные линии на 735 кВ длиной 200 км передают 3000 МВт степени от генерации объекта (12 генераторов 350 МВА) к эквивалентной сети с уровнем короткого замыкания 20 ГВА.
Генераторный объект моделируется с помощью упрощенной синхронной машины (субпереходное реактивное сопротивление 0,22 pu). Машина подключена к сети трансмиссии через трансформатор Wye-Delta на 13,8 кВ/735 кВ.
Модели линий являются распределенными линиями параметров. Линии приняты транспонированными, и их параметры R, L, C/км заданы в компонентах положительной и нулевой последовательности. Каждая линия компенсируется шунтом двумя шунтирующими реакторами по 200 Мвар каждый, соединенными в концах линии. Применение однополюсного повторного срабатывания на этом уровне напряжения становится возможным благодаря использованию нейтральных индуктивностей для двух шунтируемых реактивных напряжений линии 2. В противном случае 'вторичный ток дуги', который индуцируется в отказ (в основном из-за емкостной связи между двумя звуковыми фазами и дефектной фазой), будет слишком высоким, чтобы позволить дуговое вымирание после открытия линии выключателей на дефектной фазе. Если вы открываете два блока шунтируемого реактивного напряжения линии 2, наблюдайте, как вычисляется оптимальная нейтральная индуктивность.
Отказ от фазы до земли применяется в середине линии 2. В порядок применения разлома вдоль линии эта линия моделируется на двух участках по 100 км. Как только отказ обнаруживается реле защиты (здесь не моделируется), на два линейных выключателя неисправной фазы посылается команда открытия. Выключатель остается открытым в течение определенного 'мертвого времени', обычно около 0,5 с, во время которого дуга нормально гаснет, затем два выключателя снова закрываются
Когда два линейных выключателя срабатывают на фазе отказа, ток отказа прерывается, но небольшой ток продолжит течь через дугу. Если этот ток вторичной дуги слишком велик (обычно выше 50 А), дуга не может погаснуть, и выключатель переключается на отказ.
Дуга моделируется фиксированным или нелинейным сопротивлением R = f (Iarc_rms). Дуга гаснет, когда ее rms ток падает ниже порога значения (обычно 50 A), заданного в блоке модели дуги. Откройте блок Arc Model и посмотрите на параметры дуги. Среднее сопротивление дуги запрограммировано как экспоненциальная функция тока rms. Среднее сопротивление дуги увеличивается, когда ток дуги rms уменьшается так, что время, в течение которого ток дуги затухает ниже порогового значения, сокращается. (При заданных параметрах Rarc = 0,1 Ом и 30 Ом соответственно для токов 1kA и 100А). Блок Arc Model является маскированным блоком. Используйте 'Look under mask', чтобы увидеть, как реализуется модель дуги.
Откройте блоки, симулирующие два выключателя линий. Смотрите, как запрограммирована последовательность открытия/повторного закрытия линии. Отказ применяется в цикле t = 1. Затем команда открытия отправляется обоим выключателям при t = 4 циклах (обнаружение 3 циклов + время открытия). Два выключателя повторно закрываются при t = 34 циклах после простоя в 30 циклов, в течение которого дуга, создающая отказ, должна погаснуть.
Запустите симуляцию и наблюдайте форму напряжения и тока на 4-трассировочном осциллографе.
Следите за тремя напряжениями и токами от фазы до земли на передающем конце линии 2 и током, протекающим в отказ. Машина была инициализирована, чтобы выдать 3220 МВт при напряжении 1 пу, так что чистая степень 3000 МВт течет в линии 1 и 2. Поэтому токи линий, протекающие в каждую линию, составляют 15pu/100 MVA, как наблюдалось на трассировке 2.
Ток отказа (I_arc) измеряется в амперах. Он достигает 22 кА в течение первого цикла, затем он падает до очень небольшого значения после 3 циклов, когда два выключателя линии открываются. Используйте Y-масштабирование, чтобы посмотреть на ток вторичной дуги. Он содержит медленно разрушающийся компонент постоянного тока и основной компонент (пик 12 А). Поскольку его значение rms меньше 50 A, дуга гаснет при первом пересечении нуля тока.
Теперь откройте блочное меню Arc Model и измените модель дуги на фиксированное сопротивление (0,1 Ом). Перезапустите симуляцию. Заметьте, что компонент постоянного тока дугового тока препятствует дуговому исчезновению, так что линия теперь переключается на отказ. Можно также подавить нейтральное реактивное сопротивление в двух блоках шунтируемого реактивного сопротивления и увидеть влияние на ток вторичной дуги.
