Задача 4.4

Решение выполнить для ЭЭС с явнополюсным генератором, снабженным автоматическим регулятором возбуждения сильного действия (АРВс) (по исходным данным задачи 4.1).

Для построения угловой характеристики необходимо рассчитать напряжение на зажимах генератора.

Напряжение на зажимах генератора

.

Проекция напряжения генератора на ось q

.

Угловая характеристика мощности

.

Расчёт угловой характеристики и графический вид представлены в табл. 4.3 и на рис. 4.6.

Для определения максимального значения мощности необходимо определить первую производную мощности по углу и прировнять её нулю:

;

;

; ;

, – не существует.

Таблица 4.3

Зависимость мощности от угла

, град			, о. е.
0,00	0,00	0,00	0,00
15,0	0,477	-0,221	0,256
30,0	0,922	-0,382	0,540
45,0	1,304	-0,441	0,863
60,0	1,598	-0,382	1,216
75,0	1,782	-0,221	1,561
90,0	1,845	0,00	1,845
105	1,782	0,221	2,003
120	1,598	0,382	1,980
135	1,304	0,441	1,745
150	0,922	0,382	1,304
165	0,477	0,221	0,698
180	0,00	0,00	0,00

Рис. 4.6. Угловая характеристика мощности для явнополюсного генератора

с автоматическим регулятором возбуждения сильного действия

Максимальное значение мощности

.

Коэффициент запаса статической устойчивости, %

.

Задача 4.5

Для электроэнергетической системы, представленной схемой электрических соединений (рис. 4.7), определить величину составляющей переходной ЭДС генератора по поперечной оси .

Рис. 4.7. Схема электрических соединений электроэнергетической системы

Обозначения на схеме. Типы и параметры элементов ЭЭС:

G – синхронный генератор, S_ном= 235 МВ·А; U_ном = 15,75 кВ; x_d(н) = = 0,915; х_q(н) = 0,650; х′_d(н) = 0,345;

Т – трансформатор, S_ном = 250 МВ·А; k_Т = 15,75/121; u_к = 10,5 %;

АТ – автотрансформатор, S_ном = 200 МВ∙А; k_Т = 230/121/38,5; u_{к, вн} =

= 32 %; u_{к, вс} = 11 %; u_{к, сн} = 20 %;

W – двухцепная линия электропередачи, l = 25 км; х₍₁₎ = 0,405 Ом/км;

Нагрузка 1 – = P_н1 + jQ_н1 = 30 + j15 МВ·А;

Нагрузка 2 – = P_н2 + jQ_н2 = 20 + j10 МВ·А.

Мощность, передаваемая в приемную систему GS

= P′₀ + jQ′₀ = 100 + j60 МВ·А.

Решение

Расчеты выполняются в относительных единицах при точном приведении. В качестве базисной мощности принимается S_б = 235 МВ·А. Базисные напряжения на соответствующих ступенях трансформации, кВ

;

;

;

.

Напряжение на шинах приемной системы GS в относительных единицах

.

Потоки мощностей исходного режима и нагрузок в относительных единицах:

;

;

.

Схема замещения электроэнергетической системы представлена на

рис. 4.8.

Индуктивные сопротивления гидрогенератора G:

;

.

Индуктивное сопротивление трансформатора Т

.

Индуктивные сопротивления линии W

.

Рис. 4.8. Схема замещения ЭЭС

Для автотрансформатора предварительно находим напряжения короткого замыкания каждой обмотки:

;

;

.

Индуктивные сопротивления обмоток АТ:

;

;

.

Определим напряжение в узле 1

Потери мощности в сопротивлениях x₆ и x₇

;

,

где U₂ – напряжение на шинах нагрузки, в первом приближении принимаемое равным номинальному (U₂ = 1,0).

Поток мощности в конце участка сети между узлами 3 и 1

Сопротивления х₃, х₄, х₅, преобразованные в эквивалентное сопротивление х₈

.

Поток реактивной мощности на сопротивлениях х₈

.

Напряжение в узле 3

.

Поток мощности на стороне высшего напряжения трансформатора Т

.

Величина переходной ЭДС генератора

.

Расчетная ЭДС условной машины с сопротивлениями х_q в продольной и поперечной осях

.

Составляющая переходной ЭДС по поперечной оси

.

Здесь углы δ и δ′ не учитывают общую составляющую углов, равную 5,49.