Задача 14

Определить максимальный размах колебаний при включении выключателя Q в электроэнергетической системе, представленной на рис. 11. Построить площадки ускорения и торможения.

Рис. 11. Электроэнергетическая система

Исходные данные

G: S_ном = 235,3 MB·A; U_ном = 15,75 кB; =const; = 0,295; 0,25J = 100 т∙м²;

n = 3000 об/мин; T: S_ном = 250 MB·A; u_к = 10,5 %; k_Т = 15,75/242; W: l = 35 км;

= 0,405 Ом/км; АT: S_ном = 125 MB·A; u_к,вс = 11 %; u_к,вн = 35 %; u_к,сн = 22 %;

k_АТ = 230/121/11. Р₀ = 90 МВт; cosφ₀ = 0,89.

Задача 15

Построить кривую изменения угла при внезапном отключении одной из двух цепей двухцепной линии электропередачи W электроэнергетической системы, представленной на рис. 12.

Рис. 12. Электроэнергетическая система

Исходные данные

G: S_ном = 111 MB·A; U_ном = 13,8 кB; = 0,35; =const; 0,25J = 52000 т∙м²;

n = 166,7 об/мин; T : S_ном = 125 MB·A; u_к = 11 %; k_T = 13,8/242; W: l = 80 км; = 0,42Ом/км; АT: S_ном = 125 MB·A; u_к,вс = 11%; u_к,вн = 35 %; u_к,сн = 22 %; k_АТ = 230/121/11. Р₀ = 90 МВт; cosφ₀ = 0,87.

Задача 16

Определить предельное время отключения трехфазного КЗ за выключателем Q₁ в электроэнергетической системе, представленной на рис. 13. КЗ отключается одновременно выключателями Q₁ и Q₂.

Рис. 13. Электроэнергетическая система

Исходные данные

G: S_ном = 176,5 MB·A; U_ном = 15,75 кB; = 0,33; 0,25J = 16250 т∙м²; n =

= 100 об/мин; T: S_ном = 200 MB·A; u_к = 11 %; k_T = 15,75/242; W: l = 60 км; = = 0,435Ом/км; АT: S_ном = 200 MB·A; u_к,вс = 11 %; u_к,вн = 32 %; u_к,сн = 20 %;

k_AT = 230/121/38,5. Р₀ = 125 МВт; cosφ₀ = 0,86.

Задача 17

Определить предельное время отключения трехфазного КЗ перед выключателем Q₂ в электроэнергетической системе, представленной на рис. 14. КЗ отключается одновременно выключателями Q₁ и Q₂.

Рис. 14. Электроэнергетическая система

Исходные данные

G: S_ном = 190 MB·A; U_ном = 15,75 кB; = 0,38; 0,25J = 328000 т∙м²; n =

= 71,5 об/мин; T: S_ном = 200 MB·A; u_к = 11 %; k_Т = 15,75/242; W: l = 70 км;

= 0,420 Ом/км; АT: S_ном = 200 MB·A; u_к,вс = 11 %; u_к,вн = 32 %; u_к,сн = 20 %; k_АТ = 230/121/38,5. Р₀ = 140 МВт; cosφ₀ = 0,85.

Задача 18

Построить кривую изменения угла во времени при внезапном отключении выключателя, рис. 15.

Рис. 15. Электроэнергетическая система

Генератор G: ; S_ном = 125 MB·A; U_ном = 10,5 кВ; ;;об/мин.

Трансформатор Т1: S_ном = 125 MB·A; ;.

Трансформатор Т2: S_ном = 63 MB·A; ;.

Линия электропередачи W: ; .

; .

Задача 19

На какой угол изменится положение ротора генератора при трёхфазном КЗ на его шинах, если загрузка генератора , время длительности КЗ

0,25 с, постоянная инерции агрегата турбина-генератор c. Построить .

Задача 20

При натурных испытаниях установлено, что в результате отключения генератора от системы угол изменился на 500 электрических градусов за время 0,3 с. Загрузка генератора . Определить постоян­ную инерции агрегата турбина-генератор. Построить.

Задача 21

На какой угол изменится положение ротора генератора при отключении одиночного генератора от электрической системы, если загрузка генератора до отключения составляла , длительность отключения 0,5 с, постоянная инерции агрегата турбина-генераторc. Построить .

Задача 22

Определить загрузку генератора , если при трёхфазном КЗ на его выводах за время 0,5 с угол изменился на 1000 электрических градусов. Постоянная инерции агрегата турбина-генератор 2,025 с. Построить зависимость .

Задача 23

Определить загрузку генератора , если при натурных испытаниях в результате отключения генератора за время 0,5 с угол изменился на 540 электрических градусов. Постоянная инерции агрегата турбина-генератор 4,17 с. Построить зависимость .

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Сформулируйте понятия «статическая устойчивость» и «синхронная динамическая устойчивость» электроэнергетической системы.

2. Укажите принципиальное отличие анализа статической устойчивости от динамической устойчивости.

3. Какие требования должны быть соблюдены для того, чтобы генератор отдавал активную мощность в приемную систему?

4. В чем проявляется особенность явнополюсной синхронной машины при анализе статической устойчивости?

5. Какой схемой замещения можно представить в расчетной схеме синхронную машину без АРВ, с АРВ пропорционального и сильного действия при упрощенных расчетах статической устойчивости?

6. Какие основные преимущества АРВ сильного действия перед АРВ пропорционального действия?

7. Как влияет на величину взаимного сопротивления между двумя станциями промежуточная нагрузка?

8. Как влияет наличие активных сопротивлений (продольных и поперечных) на угловую характеристику мощности?

9. Как следует изменять ток возбуждения генератора при росте и уменьшении угла δ для улучшения устойчивости и затухания колебаний?

10. Запишите критерий динамической устойчивости простейшей системы.

11. Как изменяются ЭДС при резком изменении режима, например при коротком замыкании (КЗ)?

12. Определение предельного угла и времени отключения КЗ.

13. В чём особенность применения способа площадей для двух станций? Можно ли применить способ площадей для двух станций?

14. Как влияет вид и место КЗ на амплитуду угловой характеристики мощности?

15. Проиллюстрируйте изменение угла и активной мощности генератора во времени при сохранении устойчивости и её потере.

16. Влияет ли величина постоянной инерции T_J генератора на динамическую устойчивость?

17. Возможные пути повышения запаса устойчивости в условиях рассчитываемого варианта.

18. Как влияет удалённость трехфазного КЗ от начала ЛЭП на величину максимума активной мощности аварийного режима (одноцепная и двухцепная электропередачи)?

19. Запишите уравнение ротора синхронного генератора.

20. В чём проявляется нелинейность уравнения движения ротора?

21. В каких случаях можно получить аналитическое решение уравнения движения синхронного генератора?

22. Какими нелинейными дифференциальными уравнениями описываются переходные процессы в простейшей электроэнергетической системе в двух случаях:

а) без учёта электромагнитных переходных процессов в контурах ротора синхронной машины;

б) с учётом электромагнитных переходных процессов в контурах ротора синхронной машины?

23. Основные допущения, принимаемые при использовании метода последовательных интервалов. Выбор величины интервала.

24. Каков порядок расчёта устойчивости при несимметричных коротких замыканиях?

25. Алгоритм расчёта переходного процесса методом последовательных интервалов.

26. Что такое аварийный шунт и какую величину он имеет при различных КЗ?

27. Как с помощью основного практического критерия выявить устойчивость простейшей системы?

28. Записать и графически проиллюстрировать три критерия, определяющие нарушение статической устойчивости асинхронной нагрузки.

29. Как меняется запас статической устойчивости асинхронного двигателя при увеличении мощности питающего его генератора?

30. Дать качественный анализ зависимости максимальной активной мощности асинхронного двигателя от напряжения?

31. Каковы признаки изменения режима, приводящие к «лавине напряжения»?

32. В чем проявляется нелинейность уравнения движения для асинхронной нагрузки?

33. Как влияет наличие индуктивного сопротивления между источником питания и асинхронным двигателем на его устойчивость?

34. Как влияют качания в системе на устойчивость узлов нагрузки?

35. Что такое асинхронный режим (асинхронный ход)?

36. Причины возникновения асинхронных режимов?

37. Как изменяется угол δ при асинхронном ходе генератора по отношению к шинам неизменного напряжения?

38. Какие составляющие имеет вращающий момент синхронной машины, работающей при скорости, отличной от синхронной?

39. В чём состоит критерий ресинхронизации и при каких допущениях он получается?

40. Как протекает втягивание в синхронизм асинхронно работающего генератора?

41. По каким признакам, находясь на щите управления или в машинном зале, можно узнать, что данный генератор находится в асинхронном режиме?

42. Как изменяются активная мощность и напряжение на шинах асинхронно работающего генератора?

43. В чем опасность асинхронного режима для асинхронно работающих генераторов и систем, в которых эти генераторы работают?

44. Как изменяются характеристики и параметры элементов системы при асинхронном режиме (генераторов, первичных двигателей, нагрузки, линий электропередачи)?

45. Характер изменения режима синхронного генератора после потери возбуждения (отключения возбудителя)?

46. Как происходит процесс выпадения синхронного генератора из синхронизма при нарушении статической устойчивости (перегрузки)?

47. Проиллюстрируйте процесс выпадения из синхронизма синхронного генератора при нарушении динамической устойчивости?

48. Понятие результирующей устойчивости? Каковы практические пути её реализации?