1

Тема: Почему изменяется угол U

Добрый день!
Пытаюсь изучать книгу "Автоматики электро-энергетических систем"
До шел до АПВ.
"При сохранении синхронизма напряжения по концам отключившийся линии оказываются сдвинуты на относительно небольшой угол, обусловленный нагрузкой параллельных связей, и при осуществлении АПВ  этот угол называется углом включения"

Кто нибудь может объяснить простыми словами, откуда появляется этот сдвиг по углу. Не совсем понимаю физику процесса.

не судите строго), я только учусь!

2

Re: Почему изменяется угол U

Представтьте что две энергосистемы соединены двумя линиями. Одна линия отключилась. По оставшейся линии продолжает передаваться какая то мощность. Из факта передачи мощности следует что по концам линии напряжения различаются по углу, так как передаваемая мощность пропорциональна синусу угла между напряжениями по концам. Отключившаяся линия соответственно тоже имеет разные напряжения по своим концам, так как в простейшем случае это напряжения между теми же точками (если отключившаяся линия соединяет те же ПС)

              |------R-------|
              |                   |
E1---R---|-U1         U2-|----R----E2
              |                   |

3

Re: Почему изменяется угол U

Если очень упрощенно, то это разница углов ЭДС E1 и E2 на схеме выше.

А как ты сегодня работал?

4

Re: Почему изменяется угол U

А если представить что принимающая подстанция тупиковая. Т.е.  к ней подходит питание по двум вл. Одна ВЛ допустим идёт напрямую от станции, а вторая транзитом через другие ПС (на пс соответственно какая то нагрузка). Система изолирована от других источников питания. Будет все точно также как описано выше?

не судите строго), я только учусь!

5

Re: Почему изменяется угол U

И эта разница фаз напряжения между узлами энергосистемы есть всегда, если по связывающей их линии есть передача, если протекает ток. Он вызывает падение напряжения на сопротивлении линии, оно в основном индуктивное. Попробуйте построить "от конца", при протекании по линии с сопротивлением Rл+jXл перетока мощности P+jQ. Напряжение в конце и начале будут отличаться по фазе и по величине.
  Это, замечу, приводит иногда к отказу АПВ с контролем синхронизма, если параллельные связи (чаще - одна связь) имеют большую длину, и, соответственно, большое сопротивление. Сейчас это можно измерить, сравнив напряжение на шинах и на линии, которые обычно регистрируются в терминале АУВ линии, а в момент включения чаще всего осциллограф пускается.  Похожая история с реле блокировки несинхронного включения в схеме ручной точной синхронизации (на станциях), где уставка реле блокировки обычно 10-20 градусов, а угол вполне может быть больше. И реле блокирует включение в случае, когда напряжение на линии синхронно с напряжением на шинах станции, но не синфазно.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2022-08-18 17:48:24 отредактировано retriever)

Re: Почему изменяется угол U

1) У всех генераторов фазовые углы не 0, как принимается при расчете ТКЗ, а разные. То, какие генераторы какой угол имеют, зависит от сопротивлений сети и распределения нагрузки по сети. При отключении линии это распределение как-то может поменяться, т.е. поменяются и углы.

2) Даже если бы у нас углы генераторов не поменялись, или генератор всего 1 (тупик), то есть какое-то падение напряжения на линии, если было 2 вл, одна отключилась, то сопротивление стало в 2 раза больше, а ток суммарный через все параллельные ЛЭП остался где-то таким же (линии это почти закоротки по сравнению с генераторами и нагрузкой).
Соответственно, падение напряжения на линии dU=Zл*I увеличилось. А т.к. U2=U1-Zл*I, то получается, что U1 и U1 стали различаться сильнее.
Векторная диаграмма напряжений в сети такова, что ток в  сети почти совпадает с модулем напряжения, а сопротивление линии близко к чисто индуктивному.

Поэтому U2=U1-j*Xлин*I, и U1 и U2 остаются почти одинаковой длины, но разными по фазе =>растет угол.

7

Re: Почему изменяется угол U

Roman P писал(а):
2022-08-18 15:13:02

Кто нибудь может объяснить простыми словами, откуда появляется этот сдвиг по углу. Не совсем понимаю физику процесса.

Потому что часть, энергии, чтобы пройти от одного конца линии до другого должна потеряться. Теряется энергия в проводах, нагревая их. В свою очередь нагретые провода,  обладая сопротивлением,  также меняют  параметры энергии, которая проходит через них.
Если уберете сопротивление провода, то есть получите сверхпроводник, то на прямолинейном участке никакого сдвига не будет.

8

Re: Почему изменяется угол U

эх если бы угол был равен нулю, была бы линия без потерь - сверхпроводник,
а потом такую линию отключили и она - сверхизолятор.
очевидно, что для этих состояний углы будут разные.

9

Re: Почему изменяется угол U

Lekarь писал(а):
2022-08-19 00:17:28

Потому что часть, энергии, чтобы пройти от одного конца линии до другого должна потеряться. Теряется энергия в проводах, нагревая их. В свою очередь нагретые провода,  обладая сопротивлением,  также меняют  параметры энергии, которая проходит через них.
Если уберете сопротивление провода, то есть получите сверхпроводник, то на прямолинейном участке никакого сдвига не будет.

  Это потеря напряжения, В.А. Фаза его при этом не изменится, если бы ток был чисто активным (передача только активной мощности). Actually,  из-за того, что сопротивление линии активно-индуктивное, а в случаях, когда используется контроль синхронизма, 110 кВ и выше, - в основном индуктивное, и возникает поворот вектора напряжения между, грубо говоря, генератором, питающей ПС (напряжением на шинах питающей ПС) и напряжением на приёмном конце, которое (фаза которого) определяется углом передачи по параллельной связи (или связям).  Если эта связь длинная, и по ней есть значительный переток, то угол (разность фаз на шинах и на линии) вполне может быть порядка типовой уставки в 40 градусов. 
  Повторяю, сейчас СЭР могла бы уточнять свои расчёты по реальным данным, зарегистрированным в осциллографах терминалов АУВ, где оба эти напряжения фиксируются при АПВ (в предрежиме как раз записаны  исходные напряжения, до замыкания транзита по этой линии). Отказы АПВ КС (АПВ ОС) у нас на Востоке не так уж редки, я помню несколько. Правда, теперь сеть развивается и появляются (кое-где) новые параллельные связи, но ... появляются и длинные линии "вдоль трубы", вдоль БАМа, с двухсторонним (иногда) питанием. Так что вопрос этот вполне актуален. как мне кажется.

10 (2022-08-19 08:07:12 отредактировано Lekarь)

Re: Почему изменяется угол U

nkulesh писал(а):
2022-08-19 04:57:55

Actually,  из-за того, что сопротивление линии активно-индуктивное, а в случаях, когда используется контроль синхронизма, 110 кВ и выше, - в основном индуктивное, и возникает поворот вектора напряжения между, грубо говоря, генератором, питающей ПС (напряжением на шинах питающей ПС) и напряжением на приёмном конце, которое (фаза которого) определяется углом передачи по параллельной связи (или связям).

Вопрос, как я понял, был про физику процесса. Вы опустили физическую часть и сразу стали писать про параметры режима.
Человека интересует почему возникает поворот вектора.

11

Re: Почему изменяется угол U

nkulesh писал(а):
2022-08-19 04:57:55

Фаза его при этом не изменится,

Ник Ник!
А помните REL4... "косячил" на ВЛ 500 кВ Зейская ГЭС - Амурская, из-за того, что он блокировал ТАПВ - стояла уставка по умолчанию всего-то 65 гр. и нельзя было изменить, а динамика сохранялась даже при 135гр!
и только динамическое торможение на Зейской ГЭС спасало ЭС от полного развала...

12

Re: Почему изменяется угол U

В принципе, так и до АЛАР дойти недолго (см. страницу http://dororz.ru/gi_1_37_1.htm)

13

Re: Почему изменяется угол U

ПАУтина писал(а):
2022-08-19 11:42:24

А помните REL4... "косячил" на ВЛ 500 кВ Зейская ГЭС - Амурская, из-за того, что он блокировал ТАПВ - стояла уставка по умолчанию всего-то 65 гр. и нельзя было изменить,

Почему нельзя было изменить угол?

14

Re: Почему изменяется угол U

Lekarь писал(а):
2022-08-19 12:36:54

Почему нельзя было изменить угол?

А чего Вы удивляетесь? 2004 г, вообще первые МП терминалы РЗ в Рссии от АББ, настроены же были на короткие линии Европы, ни кто же не думал что будут защищать ВЛ более 300 км и это хе еще серия 4...!

15

Re: Почему изменяется угол U

ПАУтина писал(а):
2022-08-20 09:18:20

А чего Вы удивляетесь? 2004 г, вообще первые МП терминалы РЗ в Рссии от АББ, настроены же были на короткие линии Европы, ни кто же не думал что будут защищать ВЛ более 300 км и это хе еще серия 4...!

Настройку же выполняли по расчётным углам?
И короткие линии Европы тут причем, это же не бывшие в употреблении терминалы?
АВВ само что говорило?

16

Re: Почему изменяется угол U

Дело в том, что пределы регулирования уставок не позволяли выставить то, что нужно. И это как раз может быть связано, например с длиной линии....
Простой пример: у той же АВВ основной защитой линии была дистанционка (ФФ + Ф0). Поэтому земляная защита имела только одну ступень (например инверсную). Это было в REL511 v.1.0. Начин с версии 1.2 по требованию российских пользователей добавили еще три ступени с независимой характеристикой +еще одна ступень на выбор: независимая характеристика или инверсная.... Это связано разной философией построения защит на "западе" и у нас....

17 (2022-08-21 05:40:59 отредактировано ПАУтина)

Re: Почему изменяется угол U

Lekarь писал(а):
2022-08-20 10:08:59

ПАУтина писал(а): ↑
Вчера 18:18:20

    А чего Вы удивляетесь? 2004 г, вообще первые МП терминалы РЗ в Рссии от АББ, настроены же были на короткие линии Европы, ни кто же не думал что будут защищать ВЛ более 300 км и это хе еще серия 4...!

Настройку же выполняли по расчётным углам?
И короткие линии Европы тут причем, это же не бывшие в употреблении терминалы?
АВВ само что говорило?

А Вы вспомните себя 20 лет назад в 2003 г., какое у Вас  было тогда осознанное знание и неисчерпаемый опыт не то, что об зарубежной РЗ (газовое реле Бухгольфа?!), а вообще о принципах построения микропроцессорных защит (Микропроцессорные гибкие РЗА, под ред. ВП Морозкина, или диссертация Саухатаса "Микропроцессорная АЛАР")?!
Если до сих по происходят всякие проколы с выбором параметров МП терминалов и не взирая но то, что "Релейщики - животные пугливые и осторожные, перемены их настораживают и пугают. Эксплуатационники их не любили (ЭМ реле). Расчетчики их не любили (ЭМ реле). И когда появились МП (цифровые) реле - это стало смертным приговором ....." (Александ США)
единственное что бы добавил или изменил "это иногда  стало смертным приговором здравому смыслу и способности анализировать" типа МП РЗ и сама знает что делает...


а короткие или длинные линии в сути вопроса, который обсуждается...
и каков был мой самый короткий ответ...

Добавлено: 2022-08-21 14:49:22

Conspirator писал(а):
2022-08-20 16:23:17

Это связано разной философией построения защит на "западе" и у нас....

ну да типа того... но сомневаюсь, что это была только философия
и это был REL ещё аж 4... серии 
у меня в описании этого терминала на первых страница была фотография как Борис Николаевич и Гермунд Коль пожимают друг-другу руки.

18

Re: Почему изменяется угол U

ПАУтина писал(а):
2022-08-19 11:42:24

Ник Ник!
А помните REL4... "косячил" на ВЛ 500 кВ Зейская ГЭС - Амурская, из-за того, что он блокировал ТАПВ - стояла уставка по умолчанию всего-то 65 гр. и нельзя было изменить, а динамика сохранялась даже при 135гр!
и только динамическое торможение на Зейской ГЭС спасало ЭС от полного развала...

  Начнём с конца. "... динамическое торможение на Зейской ГЭС ..." это вы про электроторможение? Оно давно уже не работает, но в 2006-ом было ещё, да.
  ТАПВ линии Л-501 реализовано было в терминалах REB 551, АУВ выключателей линии. Там еще с пуска, с 2005 г. была проблема, физическая в каком-то смысле. В функции SINCH есть специальная уставка, чтобы выровнять (или вырАвнять?)  напряжения (по модулю) на линии и на шинах. А входы были (тогда) в терминалах на 65 В, на фазное напряжение, в том числе и для напряжения линии. Взять фазное было нельзя, из-за того, что это же напряжение использовалось в схеме ручной точной синхронизации, и должно быть 100 В (там ещё схема организации цепей напряжения для этого, схема на 500 кВ полуторная). В общем, ABB (Арсентьев, Рукавишников) провели опыт, как эту уставку задавать, и дали другие входные модули, на 125 (кажется) вольт.  И вроде все работало, проводили опыт КЗ, и от пожаров были отключения. Но в основном  на ЗГЭС было КОНЛ при ТАПВ. Потом, году в 2008-2009 примерно, REB заменили из-за несправности, МЭС дал другой (или другие, два), а уставка в SYNCH (Uratio) осталась старой, заданной ОДУ в 2005 г. Проверку под нагрузкой, рабочим током и напряжением линии (как всем, наверное, известно?) в эксплуатации теперь не делают. SYNCH-OK нет - но кому это интересно? Примерно в 2013 г. или  2014 г. ТАПВ (ТАПВ-КС) отказало, хотя синхронизм был, сохранился. Стали разбираться, а синхронизма в терминале-то и нет. Хорошая неисправность - легко  выявить, просто устранить. Ну, правда снова через ОДУ, ... ну, такие времена.
  Если интересно, могу найти в переписке, следы остались. Я года два назад поднимал, была проблема уже и в терминале 670-ой серии.
К первичному вопросу это не очень относится. пожалуй. Но ... от опыта должна же быть какая-то польза, верно?
  Наверное, я не смогу объяснить "физически", почему передача мощности обязательно происходит при разности напряжений между узлами. Классиков почитать надо. Но вообще АПВ КС - дело не такое простое. Есть там и ограничения. Полезно помнить и о физической реализации, о том, как измеряется и разность фаз, и разность модулей в реальной схеме. Может, по мере развития сети проблема "рассосётся", и циркуляр 99-го года по "итогам" системно аварии в ОДУ Урала актуальность утратит? Хотя на Востоке - вряд ли.

19 (2022-08-21 10:14:36 отредактировано Lekarь)

Re: Почему изменяется угол U

nkulesh писал(а):
2022-08-21 07:56:30

А входы были (тогда) в терминалах на 65 В, на фазное напряжение, в том числе и для напряжения линии. Взять фазное было нельзя, из-за того, что это же напряжение использовалось в схеме ручной точной синхронизации, и должно быть 100 В (там ещё схема организации цепей напряжения для этого, схема на 500 кВ полуторная). В общем, ABB (Арсентьев, Рукавишников) провели опыт, как эту уставку задавать, и дали другие входные модули, на 125 (кажется) вольт.

не понял, заводские входы на 65 вольт, а дали 125 вольт. Это что, как  и откуда взялось 125?
Электроторможение на ГЭС это для чего и почему не работает?
А ОДУ это Востока?

20 (2022-08-21 16:24:05 отредактировано nkulesh)

Re: Почему изменяется угол U

Lekarь писал(а):
2022-08-21 10:13:11

не понял, заводские входы на 65 вольт, а дали 125 вольт. Это что, как  и откуда взялось 125?

Нет, обычные входы не выдерживали длительно 100 В, поэтому и заменили входные модули терминалов, где датчики напряжения имели другое напряжение Ur (сейчас не помню, какое, кажется 115 В). Потом применили другие терминалы, с ещё бОльшим (кажется, 200 В) максимальным входным напряжением. А уставка Uratio функции SYNCH осталась прежней. При наладке мы делали проверку рабочим напряжением, и проверка, что выход SYNCH-AUTOOK = 1 и SYNCH-MANOK = 1 есть в протоколе. Но в эксплуатации после замены терминала, этого не проверяли (хотя это ровным счётом ничего не стоило сделать).
  Электрическое торможение генераторов ГЭС как мера повышения ДУ было "модным" в 70-ых, на ЗГЭС прекратилось около 2009 г. из-за невозможности  найти подходящий выключатель взамен когда-то установленных советских элегазовых короткозамыкателей. Сейчас сеть  (передача от ГЭС в систему) довольно серьёзно усилилась, возможно, и необходимость ЭТ отпала.
  Да, ОДУ Востока.