автоматика

Задача 1.6. Определить максимально допустимую частоту скольжения f_s,м.д., при которой действует АПВОС, и наибольший угол включения δ_м.д., если дано: время включения выключателя - t_в.в.; уставка на реле времени КТ t_КТ = t_ca; уставка на реле контроля синхронизма KSS (δ_с.р., δ_в.р.).

Решение:

Максимально допустимая частота скольжения:

Определим наибольший угол включения:

Дано:

t_в.в.= 0,1 с

t_кт =1,2 с

δ_с.р.=36^○

δ_в.р.=28^○

f_s,м.д. – ?

δ_м.д. – ?

Ответ: f_s,м.д. = 0,148 Гц, δ_м.д. = 41,33^○.

Задача 2.5. Определить максимально допустимую частоту скольжения f_s,м.д., при которой действует АПВУС, и наибольший угол включения δ_м.д. при этой частоте и при f_s = 0, если известны: уставка реле времени КТ t_КТ; время включения выключателя - t_в.в.; уставки возврата реле KSS (δ_в.р.1, δ_в.р.2).

Решение:

Максимально допустимая частота скольжения:

Определим наибольший угол включения:

При f_s = 0:

Дано:

t_в.в.= 0,12 с

t_КТ = 0,14 с

δ_в.р.1 = 40^○

δ_в.р.2 = 25^○

f_s,м.д. – ?

δ_м.д. – ?

δ_м.д. (f_s = 0) – ?

Ответ: f_s,м.д. = 0,298 Гц, δ_м.д. = -12,143^○, δ_м.д. (f_s = 0) = -25^○,

Задача 3.6. Определить допустимость НАПВ на линии 110 кВ, питающей подстанцию, где имеются синхронные компенсаторы (рис. 1.3), в режиме работы одной линии и одного СК. Удельное сопротивление линии x_уд. = 0,4 Ом/км.

Решение:

Зададим базисные условия:

S_б = Q_CK = 16 MBA; U_б1 = U_ном.СК; U_б2 = U_cp = 115 кВ.

Параметры схемы при базисных условиях:

о.е.;

о.е.;

о.е.;

о.е.

о.е.

Дано:

= 7 Ом

L_л = 30 км

S_T = 63 МВА

U_k = 10,5 %

Q_CK = 16 МВА

Рис. 1.3.

= 0,190 о.е.

Ответ: т.к. , то несинхронное АПВ не допустимо.

Задача 4.3. Определить допустимость применения НАПВ на линии 110 кВ связывающих ГЭС с системой (рис 1.4) в режиме работы одной линии и двух генераторов. Удельное сопротивление линии x_уд. = 0,4 Ом/км.

Решение:

Зададим базисные условия:

S_б = S_г = 71 MBA; U_б1 = U_ном.г; U_б2 = U_cp. = 115 кВ.

Дано:

= 71 МВА

S_г.ном

S_т.ном

х_c

= 0,28 о.е.

L_л = 45 км

U_k,%

U_cp.=115 кВ

ЭЭС

S_T = 80 МВА

ГЭС

x_уд.,l

U_k = 10,5 %

= 8 Ом

Рис. 1.4.

Параметры схемы при базисных условиях:

о.е.;

о.е.;

о.е.;

о.е.;

о.е.

Ответ: т.к. , то несинхронное АПВ не допустимо.

Задача 5.2. Выбрать выдержку реле времени в устройстве АПВ (t_ca), установленном на выключателе Q1 (рис. 1.5) линии с двухсторонним питанием. На выключатели Q1 и Q2 действуют МТЗ с выдержкой времени t_мтз и токовые отсечки с временем действия t_СO. Ответ проиллюстрировать временной диаграммой действия устройств РЗиА на выключатели Q1 и Q2 в цикле АПВ. t_вв, t_св, t_дс, t_вв, t_гп, t_зап - времена включения и отключения выключателя, деионизации среды, готовности привода и запаса.

Дано: Решение:

t_мтз = 1,5 c

ЭЭС1

ЭЭС2

t_СO = 0,2 c

Q1 Q2

MTЗ1 MTЗ2

СО1 СО2

t_вв = 0,08 с

t_св1 = t_св2= 0,05 с

t_дс = 0,25 с

t_гп = 0,15 с

t_зап = 0,35 с

Рис. 1.5.

t_cа = t_гп + t_зап = 0,15+0,35=0,5 с;

t_cа = t_дс - t_вв + t_зап = 0,25-0,08+0,35=0,52 с;

t_cа = t_мтз – t_СO + t_св1 – t_св2 + t_дс - t_вв + t_зап = 1,5 – 0,2 + 0,05 – 0,05 + 0,25 -

- 0,08 + 0,35 = 1,82 с.

Ответ: t_cа = 1,82 с.

Временная диаграмма действия устройств РЗиА

Задача 6.1. Определить допустимость проведения НАПВ в заданной схеме (рис. 1.6). Приемная система бесконечной мощности. Удельное сопротивление линии x_уд=0,38 Ом/км.

Дано: Решение:

Р_л

S_г = 117,5 МВА

x’’_d = 0,183 о.е.

S_г

S_т

Q1

Q2

S_Т = 125 МВА

U_k = 11%

x’’_d

U_k

220 кВ, l_л, x_уд, U_cp = 242 кВ

l_л = 80 км

U_{г, ном} = 10,5 кВ

Рис. 1.6.

Зададим базисные условия:

S_б = S_г =117,5 MBA; U_б1 = U_ном.г = 10,5 кВ; U_б2 = U_cp. = 242 кВ.

Параметры схемы при базисных условиях:

x’’_d = 0,183 (о.е.);

(о.е.);

(о.е.);

(о.е.);

(о.е.);

(о.е.);

Ответ: т.к. , то НАПВ не допустимо.

Задача 7.1. Определить допустимость проведения БАПВ в заданной схеме (рис. 1.6). При-емная система бесконечной мощности.

Дано: Решение:

P_л = 60 МВт

Допустимость применения БАПВ определяется по двум условиям:

1) по сохранению динамической устойчивости;

2) по моменту на валу генератора ;

;

где с; ( выбирается из условия ≥);

;

,.

T_J = 13 c

δ_нач = 5^○

t_c.з. = 0,05 с

t_о.в. = 0,04 с

t_д.с. = 0,20 с

P_г = 100 МВт

δ_доп,д = 60^○

δ_доп,м = 45^○

Ответ: Т.к. оба условия выполняются, то применение БАПВ допустимо.

Задача 8.2. Рассчитать настройку реле контроля синхронизма ( и ) и реле времени (t_c.p.) в устройстве АПВОС, если известны максимальный угол включения , максимальный угол в нормально режиме и время включения выключателя – t_в.в..

Дано: Решение:

=60^○

=1,2=1,2∙25^○=30^○;

= к_в= 0,8∙30^○=24^○;

;

+ =>

с.

=25^○

t_в.в. = 0,1 с

к_в = 0,8

-? - ?

t_c.p.-?

Ответ: = 30^○ ; = 24^○; с.

Задача 9.3. Рассчитать настройку реле времени КТ1 (t_к.т.) схемы АПВУС, если известны максимально допустимый угол включения и время включения выключателя – t_в.в..

Дано: Решение:

=65^○

;

;

=708,33 град/с;

с.

t_в.в. = 0,12 с

= 50^○

= 20^○

t_к.т.-?

Ответ: с.

Задача 10.4. Определить возможность включения на шины системы турбогенератора мощностью S_г,ном и сопротивлением x’_d через трансформатор мощностью S_т,ном на параллельную работу способом самосинхронизации.

Решение:

Зададим базисные условия:

S_б=S_г,ном=350 МВА; U_б = U_г,ном = 20 кВ; ;

Параметры схемы при базисных условиях:

о.е.;

о.е.

кА

Дано:

S_г,ном = 350 МВА

x’_d = 0,26 о.е.

S_т,ном = 400 МВА

U_k = 10,5 %

U_г,ном = 20 кВ

Ответ: - значит включение по способу самосинхронизации возможно.

Задача 11.5. Определить толчок тока при включении на шины системы турбогенератора мощностью Sг,ном и сопротивлением x”d на параллельную работу способом точной синхронизации, если напряжение генератора и системы равны и номинальным, а угол включения равен δ_вкл. Данные по трансформатору и генератору из условия задачи 10.

Решение:

Зададим базисные условия:

S_б=S_г,ном=350 МВА; U_б = U_г,ном = 10,5кВ;

Параметры схемы при базисных условиях:

0,09187 (о.е.);

7,5654 (о.е.);

(кА).

Дано:

S_г,ном = 350 МВА

S_т,ном = 400 МВА

U_k = 10,5 %

U_г,ном = 10,5 кВ

δ_вкл = 6^○

x''_d=0,3

Ответ: кА.

Задача 12.6. Определить уставку реле времени устройства автоматического включения резерва на схеме рис 3.1, если известны времена отключения присоединений с учетом времени действия релейной защиты и отключения выключателей. В какой последовательности действуют выключатели Q1, Q2, Q3 и Q4? Ступень селективности ∆t=0,5 c.

Дано:

Решение:

Выдержка времени пускового органа напряжения (ПОН) должна быть на ступень селективности с больше выдержек времени защит, действующих при КЗ на присоединениях, отходящих от шин рабочего источника ( с) и от шин, питающих резервируемый потребитель ( с). Выбираем наибольшую выдержку времени

с.

Получаем: с.

Порядок действия выключателей: Q2, Q1, Q3, Q4.

Ответ: с.

t₁=2,1 c.

t₂=1,1 c.

t₃=2,5 c.

Задача 13.6. Электропитание асинхронного двигателя мощностью P_д,ном (U_ном=6кВ, кратность пускового тока k_i) осуществляется через трансформатор мощностью S_т,ном (k_U=110/6,3кВ, U_k = 10.5%). Определить уставку минимального реле напряжения устройства автоматического включения резерва.

Дано: Решение:

P_д,ном=132кВт Выберем следующие базисные условия:

cosφ_ном=0,88

k_i = 5,5 o.e. кВ,

S_т = 160 кВА кВ, МВА.

U_уст – ?

рисунок 10

о.е.

,где

Ответ: кВ.

Задача 14.5. Каким будет напряжение на шинах асинхронного двигателя U_дв мощностью P_д,ном (U_д,ном=6кВ, номинальная частота вращения n_ном, кратность пускового тока k_i), при переключении на резервный источник питания (трансформатор мощностью S_т,ном, k_u=110/6,3, U_k = 8%), если в момент включения скольжение двигателя S_дв, а критическое скольжение S_k=0,10.

Решение:

S_д=P_д,ном/cosφ_ном=200/0,92=217,39 кВА

Зададим базисные условия: S_б=S_д=217,39 кВА, U_б1=6 кВ;

Параметры схемы при базисных условиях:

0,0767(o.e.);

6,764 (о.е.);

Дано:

P_д,ном = 200 кВт

сosφ=0,92

n_ном=985 об/мин S_т,ном = 250 кВт

k_i = 7

S_дв = 0,35

U_дв - ?

(о.е.);

(кВ);

Ответ: кВ.

Задача 15.4. В системе установленной мощностью P_уст нагрузка потребителей составляет Р_н. Отказывает блок, который несет нагрузку Р_δл. Определить установившееся значение отклонения частоты ∆f_у, если коэффициент регулирующего эффекта нагрузки равен к_н, а мощность вращающегося резерва составляет N% от мощности работающих агрегатов.

Дано:

Решение:

(МВт);

МВт;

%;

%;

Гц.

P_уст = 2000 МВт

Р_н = 1800 МВт Р_δл = 350 МВт

к_н = 2,5 о.е.

N = 7%

Ответ: Гц.

Задача 16.3. Определить объем частотной разгрузки Р_АЧР1 и Р_АЧР2 и ее размещение в системе на рис. 4.1, рассмотрев случаи отключения связей Л1 и Л2.

Решение:

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к устройствам АЧР, их размещение должно быть таким, чтобы их действие обеспечивало ликвидацию любого дефицита мощности независимо от места возникновения и характера развития аварии, поэтому необходимо их разместить на п/ст 3.

Дано:

Р_уст,с1 = 600 МВт

Р_уст,с2 = 800 МВт

Р_н1 = 400 МВт

Р_н2 = 500 МВт

Р_н3 = 450 МВт

Р_АЧР1 - ? Р_АЧР2 - ?

Рисунок 11

Рассмотрим случай, когда отключается связь Л1:

При раздельном выполнении АЧР-I и АЧР-II мощность потребителей, подключенных к устройствам АЧР-II должно составлять: , но не менее .

Рассмотрим случай, когда отключается Л2:

Ответ: при отключении Л1: МВт, МВт,

при отключении Л2: МВт, МВт.

Задача 18.2.Определить разность частот f_s связываемых линией энергосистем, при которой АПАР сбрасывает счетчик, если известны: уставка реле времени – t_KT ; амплитуда тока качаний – I_{a,p max} ; ток срабатывания реле – I_c.p.

Дано:

Решение:

т.к. , то ;

;

Гц.

Ответ: Гц.

t_KT = 1,2 c;

I_{a,p max} = 8.4 кA;

I_c.p. = 2,1 кA

f_s - ?