Шаблон для оформления ДЗ устойчивость
.pdf
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Омский государственный технический университет» Кафедра ЭсПП
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»
ШИФР ЗАДАНИЯ: |
|
. |
|
. |
Выполнил: студент гр.
Ф.И.О.:
Подпись:
Проверил: ст. преподаватель Дед А.В.
Отметка о выполнении:
Подпись:
Омск 2017
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
В |
В |
Т2 |
В |
|
Л |
|
|
Т1
В |
Л |
В |
Т2 |
|
|
Н |
|
|
|
|
l
Рисунок 1 Исходная схема электропередачи
Таблица 1 Характеристики элементов электропередачи
|
|
|
|
Генератор |
|
|
|
|
Линия |
|||
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
Sн, |
Xd |
Xq |
X`d |
X2 |
Tj, (с) |
Тd0, |
Тe, |
l, |
Uн, |
||
|
||||||||||||
|
|
(МВ*A) |
|
|
|
|
|
(с) |
(с) |
(км) |
(кВ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 Характеристики элементов электропередачи
|
|
|
Трансформаторы |
|
|
|
Нагрузка |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
T1 |
|
|
|
T2 |
Рн, |
cos |
|
Tjн, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
SН, |
|
|
|
SН, |
|
|
So |
||||
|
Uк% |
|
Схема |
Uк% |
Схема |
(МВт) |
φ |
(с) |
|||
|
(МВ*А) |
|
|
|
(МВ*А) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 Параметры аварийного режима
|
Вид КЗ и его длительность |
Характер АПВ |
|||
Вариант |
|
|
|
|
|
К(1) |
К(2) |
К(1,1) |
К(3) |
Длительность беcтоковой |
|
|
паузы tАПВ=0,2 с |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ
Для расчетов устойчивости необходимо составить расчетную схему (схему замещения), которая составляется из схем замещения отдельных элементов.
При ориентировочных расчетах параметры всех элементов схемы для отдельных последовательностей представляются индуктивными сопротивлениями, то есть простейшими схемами замещения.
Рисунок 2 Схема замещения исходного варианта Выбираем базисную мощность:
БНОМ.ГЕНЕРАТОРА
Определяем базисную величину напряжения:
Б |
Н |
С 1 о.е. |
Приводим к базисным условиям активную мощность нагрузки:
Н
НАГРУЗКИ
Б
Приводим к базисным условиям реактивную мощность нагрузки:
(1)
(2)
(3)
(4)
Н |
НАГРУЗКИ∙ |
∙ |
(5) |
Б |
|
|
Определяем относительный ток заданной нагрузки генератора при базисных условиях
Н |
НАГРУЗКИ |
|
(6) |
Б∙ |
∙ |
|
Сопротивление трансформатора Т1:
.Т |
∙ |
Б |
∙ |
(7) |
Т |
Н.Т |
∙ |
|
3
Сопротивление трансформатора Т2:
Т |
|
.Т |
∙ |
|
|
Б |
∙ |
||||
|
|
Н.Т |
|
|
|
∙ |
|||||
Сопротивление линий Л1 и Л2: |
|
|
|||||||||
Л |
|
∙ УД ∙ |
|
Б |
∙0,4∙ |
|
|||||
|
|
Н.СР |
|
|
|||||||
Правило выбора Н.СР: |
Н.СР |
|
|
115кВ |
|
|
|||||
Н |
110кВ |
|
|
|
|
||||||
Н |
220кВ |
Н.СР |
|
|
230кВ |
|
|
||||
Н |
330кВ |
Н.СР |
|
|
340кВ |
|
|
||||
УД |
0,4Ом/км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сворачиваем расчетную схему и получаем сопротивление системы:
////
4
(8)
(9)
(10)
3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ИСХОДНОГО УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА
Определение величины ЭДС производим по формуле:
Х |
∙ |
∆ |
∙ |
∆ |
. |
(11) |
С |
С |
С |
|
Определение величины внутреннего угла δ (между ЭДС и Uн) производим по формуле:
Х |
С |
∙ ∆ ∆ |
. |
(12) |
3.1 Генератор без АРВ: |
X = Xd = |
|
||
1∙
∙
∙ |
|
(13) |
|
||
° |
(14) |
|
3.2 Генератор с АРВ пропорционального действия: X = X’d =
′ |
1 |
|
∙ |
|
|
∙ |
|
|
(15) |
|
|
|
|
||||||
3.3 При′ |
|
|
|
∙ |
|
(16) |
|||
наличии АРВ сильного действия: |
X = °0 |
||||||||
1∙
′∙
∙ |
|
(17) |
|
||
° |
(18) |
|
Таблица 4 – Результаты расчетов ЭДС генератора в исходном установившемся режиме при различном виде регулирования возбуждения
|
|
Вид |
X |
EX |
|
δ |
|
|
|
регулирования |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
Без АРВ |
X = Xd = |
E0 = |
|
δ0= |
0 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С АРВ ПД |
X =X`d= |
E` = |
|
δ`0= |
0 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С АРВ СД |
X = 0 |
U0 = |
|
δ`0U = |
0 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Определяем продольную составляющую переходной ЭДС при АРВ ПД: |
|
|
||||||
|
′ |
∙ |
∙ |
° |
° |
|
(19) |
|
5
4. ПОСТРОЕНИЕ ВЕКТОРНОЙ ДИАГРАММЫ
Порядок построения векторной диаграммы:
1)Выбираем масштаб построения (1 о.е. = 5 см)
2)Строим в произвольном направлении вектор Uн
3)Строим вектор тока IН под углом φн от векторa Uн вниз
4)Для определения значения угла φн берется arcos от значения cosφ из исходных данных нагрузки.
5)От вектора Uн вверх под углом δ`0U строим вектор U0
6)От вектора Uн вверх, под углом δ`0 строим вектор E`
7)От вектора Uн вверх под углом δ0 строим вектор Eq
8)Вдоль вектора Eq проводим ось координат q
9)Перпендикулярно оси координат q, через начало вектора Uн проводится ось d
10)От начала вектора Eq вдоль оси q проводим вектор продольной составляющей переходной ЭДС E`q
11)Через конец вектора Uн проводим до пересечения с осью q прямую, перпендикулярную вектору IН
12)Проверяем построение: вектора U0, E`, Eq должны «заканчиваться» на прямой построенной в п.11)
Масштаб 1 о.е. = 5 см
Uн = 1 о.е. = 5 см
Uн
Рисунок 3 Векторная диаграмма
6
5. РАСЧЕТ ЗАПАСА СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
Коэффициент запаса статической устойчивости по мощности KP определяется по формуле:
∙100% |
(20) |
где Pm – идеальный предел передаваемой мощности, P0 – передаваемая мощность.
Идеальный предел передаваемой мощности определяется из выражения для угловой характеристика мощности:
∙Σ |
(21) |
Значение ЭДС Ex изменяется в зависимости от вида регулирования возбуждения генератора (без АРВ, АРВ ПД, АРВ СД) и принимается согласно столбца 3 таблицы 1, за исключением расчета с АРВ ПД, где Ex= E`q
Значение сопротивления электропередачи XΣ изменяется в зависимости от вида регулирования возбуждения генератора (без АРВ, АРВ ПД, АРВ СД)
5.1. Генератор без АРВ: X = Xd =
Рассчитываем сопротивление электропередачи:
Σ |
(22) |
Определяем предел передаваемой мощности:
∙ ∙ (23)
Σ
Рассчитываем коэффициент запаса статической устойчивости:
∙100% ∙100%
5.2. Генератор c АРВ ПД: X = X’d =
Рассчитываем сопротивление электропередачи:
Σ′
Определяем предел передаваемой мощности:
∙∙
`
Σ
Рассчитываем коэффициент запаса статической устойчивости:
(24)
(25)
(26)
∙100% |
|
∙100% |
(27) |
|
7
5.3. Генератор c АРВ ПД: X = 0
Рассчитываем сопротивление электропередачи:
Σ0
Определяем предел передаваемой мощности:
|
|
∙ |
|
|
∙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ |
|
|
|
|
|||
Рассчитываем коэффициент запаса статической устойчивости: |
||||||||||
Таблица 5 – Результаты∙100%расчетов запаса |
статической∙100% |
устойчивости |
||||||||
|
|
|
Вид регулирования |
|
Pm |
|
Kp, % |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Генератор без АРВ |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Генератор с АРВ ПД |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Генератор с АРВ СД |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
(28)
(29)
(30)
6. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
Анализ динамической устойчивости проводим для генератора при наличии АРВ пропорционального действия:
∆
Рассмотрим три режима работы: нормальный, аварийный и послеаварийный.
6.1 Нормальный (исходный) режим (Н.Р.)
Рисунок 4 Схема замещения исходного режима (прямая последовательность) Взаимное сопротивление между генератором и шинами нагрузки:
н.р. |
С |
(31) |
Определяем предел передаваемой мощности:
н.р. |
н.р. |
|
∙ |
|
|
∙ |
|
|
(32) |
|
|
|
6.2 Аварийный режим (А.Р.)
Рисунок 5 Схема замещения аварийного режима
Взаимное сопротивление xаб(n) при этом находится, согласно рисунка 5, по формуле:
∙ |
(33) |
Ш |
|
Определим сопротивления XA и XB для схемы на рисунке 4 для точки короткого замыкания согласно варианта (точка короткого замыкания – К2).
Х |
Л |
(34) |
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
X |
|
|
|
|
(35) |
|
|
|
9 |
|||||
|
|
|
|
|
||||
Определим сопротивления XA и XB для схемы на рисунке 4 для точки короткого замыкания согласно варианта (точка короткого замыкания – К4).
(см. свой вариант!!!)
ХТ Л
Х
Сопротивление шунта Ш равно (подчеркнуть для своего варианта):
ШΣ
Ш Σ Σ
Ш
Σ ∙ Σ
Σ Σ
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
При аварийном режиме возникают несимметричные режимы, что приводит к возникновению несимметричных токов и напряжений, поэтому рассмотрим схему различных последовательностей.
Рассмотрим схему замещения обратной последовательности
Рисунок 6 Схема замещения обратной последовательности Сопротивление генератора для обратной последовательности г Сопротивление обратной последовательности для короткого замыкания в точке К2
Σ |
г |
∙ |
Л |
|
|
|
|
|
|
|
∙ |
|
|
|
|
|
|
(41) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
г |
|
Л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление обратной последовательности для короткого замыкания в точке К4
Σ |
г |
|
Л |
|
∙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ |
|
|
(42) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
г |
|
Л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
10