Расчет статической устойчивости двухмашинной системы с арв генераторов пропорционального действия

Для данной схемы энергосистемы требуется привести все параметры к базисным условиям, представляя нагрузку неизменным сопротивлением. Определить сопротивления связи ЭДС генераторов с шинами нагрузки и полученную Т-образную систему преобразовать в П-образную, определив собственные и взаимные сопротивления и их дополняющие углы. По найденным параметрам определить статические характеристики генераторов и границы статической устайчивости системы. Сделать выводы.

Составление электрической схемы замещения

АРВ ПД генераторов в электрической схеме замещения учитываем как E'=constиX_Г=X'_d.

Примем базисные величины:

S_б= 1000 МВА;

U_бI=U_Н= 110 кВ;

Базисные напряжения на остальных ступенях трансформации рассчитываем по номинальным коэффициентам трансформации в соответствии с рис. 2:

Рис. 2. Электрическая схема замещения для генераторов с АРВ ПД с нумерацией ступеней трансформации

Элементы схемы замещенния в относительных единицах:

Модуль полной мощности нагрузки согласно табл. 2 и прим. 5:

Общую нагрузку генераторов замещаем неизменным сопротивлением.

Сопротивление нагрузки в о.е.:

Преобразование схемы замещения

Рис. 3. Т-образная схема замещения для генераторов с АРВ ПД

Продольные сопротивления:

Собственные и взаимное сопротивления схемы замещения:

Дополняющие углы сопротивлений:

Расчет исходного режима

Потоки мощности от станции "А" (индекс 1) и от станции "Б" (индекс 2) в точке подключения нагрузки в о.е.:

Векторы переходных ЭДС определяем по второму закону Кирхгофа в соответствии с выражением (11) [1] (напряжение на шинах подключения нагрузки в о.е. равно 1):

Относительный угол между векторами переходных ЭДС в исходном режиме:

Расчет статических характеристик

Расчет статических характеристик для двухмашинной системы ведем по выражениям (12), (13) [1]:

Проверка по исходному режиму:

Построение статических характеристик электромагнитных мощностей для станций "А" и "Б" приведено на рис. 4, численные значения зависимостей приведены в табл. 3.

Максимальные значения электромагнитных мощностей станций:

Коэффициенты запаса статической устойчивости для каждой станции в исходном режиме:

Для нахождения границ статической апериодической устойчивости эквивалентные постоянные инерции станций приведем к базисным условиям и найдем их отношение:

Тогда границы статической апериодической устойчивости определятся из условия равенства нулю удельного относительного ускорения роторов эквивалентных генераторов станций:

Таблица 3

АРВ ПД
δ, эл.град.	P1, о.е.	P1, МВт	P2, о.е.	P2, МВт
-180	-0,053	-53	0,072	72
-165	-0,155	-155	0,187	187
-150	-0,236	-236	0,308	308
-135	-0,291	-291	0,427	427
-120	-0,317	-317	0,534	534
-105	-0,311	-311	0,624	624
-90	-0,274	-274	0,69	690
-75	-0,208	-208	0,727	727
-60	-0,119	-119	0,733	733
-45	-0,011	-11	0,707	707
-30	0,107	107	0,652	652
-15	0,228	228	0,57	570
0	0,344	344	0,469	469
15	0,445	445	0,353	353
30	0,527	527	0,232	232
45	0,582	582	0,114	114
60	0,608	608	0,006	6
75	0,602	602	-0,083	-83
90	0,565	565	-0,149	-149
105	0,499	499	-0,186	-186
120	0,409	409	-0,192	-192
135	0,302	302	-0,166	-166
150	0,183	183	-0,111	-111
165	0,062	62	-0,03	-30
180	-0,053	-53	0,072	72

Рис. 4. Угловые характеристики электромагнитной мощности двухмашинной системы

Выводы

В выполненом задании АРВ генераторов в схеме замещения учитывалось приближенно с целью того, чтобы статические характеристики мощности генераторов представляли собой синусоидальные зависимости, поднятые над осью абсцисс на величину собственной мощности.

Замещение генератора с АРВ ПД переходной ЭДС за переходным сопротивлением правомерно, вследствие того, что механизм АРВ ПД обеспечивает регулирование напряжения на выводах генеретора в пределах постоянства переходной ЭДС: малому приращению напряжения соответствует большое приращение синхронной ЭДС с обратным знаком, переходная же ЭДС остается практически неизменной, как точка равновесия.

Для данной двухмашинной системы при учете АРВ ПД генераторов были определены статические характеристики как функции электромагнитной мощности генераторов от относительного угла. В отличие от одномашинной системы здесь критерий статической устойчивости записывается не для зависимости мощности от угла электропередачи, а для удельного (на единицу угла) ускорения роторов генератора относительно друг друга. Система устойчива тогда, когда относительное ускорение больше либо равно нулю. Исходя из уравнения движения ротора генератора, для указанного критерия получаем предельные по критерию статической устойчивости углы. Режим по условию статической устойчивости ограничен с отрицательного и положительного направления оси угла, т. к. относительный угол может быть и больше или меньше нуля в зависимости от соотношения мощностей станций и сопротивлений связи с шинами нагрузки.