Расчет устойчивости простейшей электрической системы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Сентября 2014 в 06:23, курсовая работа

Описание работы

При расчете данного курсового проекта необходимо:
1 составить схему замещения электрической системы;
2 оценить запас устойчивости эквивалентного генератора;
3 построить векторную диаграмму электрической системы;
4 построить циклограмму развития аварии;
5 оценить динамическую устойчивость эквивалентного генератора упрощенным методом.

Скачать архив (1.30 Мб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 1 файл

Расчет устойчивости простейшей электрической системы.docx

— 1.36 Мб (Скачать файл)

- выполнение расчетов несимметричных режимов производятся с учетом только прямой последовательности параметров режима с использованием правила эквивалентности прямой последовательности;

- апериодические моменты, обусловленные потерями мощности, не учитываются. [6]

С учётом указанных допущений, для простейшей схемы электропередачи, дифференциальное уравнение относительного движения ротора может быть записано в виде (формула 18):

, (18)

где (c) – постоянная инерции ротора генератора;

(эл. град) - угол, характеризующий положение ротора;

=50 Гц;

– мощность турбины.

Электрическая мощность генератора без учёта явнополюсности определяется по угловой характеристике мощности по формуле 19:

, (19)

где - взаимное сопротивление между точкой приложения ЭДС и шинами системы для состояния «n» схемы.

Величина представляет собой ускорение рассматриваемого генератора.

В данной курсовой работе выполняются один расчёт динамической устойчивости электропередачи: без учёта (приближённый расчёт по правилу площадей и методом последовательных интервалов) реакции якоря генератора и действия АРВ. [6]

3.2 Расчет динамической устойчивости по правилу площадей

При выполнении приближённого расчёта по формуле строятся угловые характеристики мощности при . Генератор вводится в схему замещения своим переходным сопротивлением . Взаимное сопротивление определяется с учётом сопротивления аварийного шунта , зависящего от вида КЗ. [6]

Нормальный режим, схема замещения (рисунок 5).

Рисунок 5 – Схема замещения нормального режима

Рассчитаем сопротивление нормального режима по формуле 20:

(20)

Произведем расчет по формуле 20:

о.е..

2) Схема замещения первого аварийного режима (рисунок 6).

Рисунок 6 – Схема замещения первого аварийного режима

Сопротивление шунта первого аварийного режима для случая двухфазного КЗ определяется по формуле 21:

; (21)

Для определения эквивалентных сопротивлений нулевой и обратной последовательности составим соответствующие схемы замещения (рисунок 7 и 8 соответственно).

Рисунок 7 – Схема замещения обратной последовательности первого аварийного режима

Эквивалентное сопротивление нулевой последовательности для первого аварийного режима рассчитывается по формуле 22:

(22)

Эквивалентное сопротивление обратной последовательности для первого аварийного режима рассчитывается по формуле 23:

. (23)

Произведем расчет по формулам 22-23:

о.е;

о.е.

Схема замещения нулевой последовательности:

Рисунок 8 – Схема замещения нулевой последовательности для первого аварийного режима

Рассчитаем сопротивление первого аварийного режима по формуле 24:

(24)

Произведем расчет по формуле 24:

3) Схема замещения второго аварийного режима. Схема приведена на рисунке 9:

Рисунок 9 – Схема замещения второго аварийного режима

Сопротивление второго аварийного режима можно рассчитать по формуле 25:

(25)

Сопротивление шунта второго аварийного режима определяется по формуле 26:

(26)

Для определения нового сопротивления шунта составим схемы замещения обратной и нулевой последовательности (рисунки 10 и 11 соответственно).

Рисунок 10 – Схема замещения обратной последовательности второго аварийного режима

Рисунок 11 – Схема замещения нулевой последовательности второго послеаварийного режима

Рассчитаем сопротивление второго аварийного режима, подставив значения в формулу 25:

Т.к АПВ неуспешное по заданию, то должен появляться третий аварийный режим, но его сопротивление будет равно сопротивлению второго аварийного режима. Третий режим образовался бы, если АПВ включила выключатель Q2, а по заданию сначала включается выключатель Q1.(схемы замещения аварийного второго и третьего идентичны). [6]

4) Схема замещения послеаварийного режима. Схема приведена на рисунке 12:

Рисунок 12 – Схема замещения послеаварийного режима

Рассчитаем сопротивление схемы замещения послеаварийного режима по формуле 27:

(27)

Рассчитаем сопротивление схемы замещения послеаварийного режима по формуле 27:

о.е..

3.3 Приближенный расчет динамической устойчивости методом последовательных интервалов

Метод последовательных интервалов используется для численного интегрирования дифференциального уравнения движения ротора. В результате определяются зависимости и . При этом переходный процесс разбивается на малые отрезки времени , на протяжении которых ускорение считается неизменным. [6]

Порядок расчёта следующий:

1. Для начала переходного процесса по разности мощностей турбины и генератора находится изменение угла за первый расчётный интервал.

Изменение угла за первый расчётный интервал находим по формуле 28:

, (28)

где - сопротивление на первом интервале, находится по формуле 29;

(29)

Произведем расчет по формулам 28-29:

рад/с2.

рад.

Определяется значение угла в конце первого интервала по формуле 30:

рад. (30)

Рассчитаем значение по формуле 30

рад.

2. При новом значении угла вычисляется разность мощностей в начале второго интервала по формуле 31 и определяется приращение угла за второй интервал времени по формуле 32:

(31)

(32)

Произведем расчет по формулам 31-32:

о.е.

рад.

Новое значение угла рассчитаем по формуле 33:

(33)

Найдем новое значение угла по формуле 33:

рад.

3. Приращение угла во всех последующих интервалах определяется по формуле 34:

. (34)

В случае скачкообразного изменения режима (отключение КЗ, успешное АПВ), когда разность мощностей изменяется внезапно от до , приращение угла в интервале определяется по выражению 35:

. (35)

По этому алгоритму расчёт продолжается либо до начала уменьшения угла , что свидетельствует о сохранении устойчивости, либо до предельного по условиям устойчивости угла .

В начале 3-го интервала отключился выключатель Q2, произошел переход с аварийной первой на аварийную вторую характеристику В таком случае расчет ведется по формулам 36-41:

; (36)

; (37)

; (38)

; (39)

; (40)

(41)

Ниже приведен расчет по формулам 36 – 41:

о.е.;

рад/с2;

рад;

рад.

Дальнейшие расчёты проводятся аналогично приведённых выше. Сведём полученные значения углов и ускорений в таблицу 2.

Таблица 2 – Приближенный расчет ДУ методом последовательных интервалов

Интервал	, рад	, рад/с2
1	2	3
1	0,205	4,781
2	0,222	4,499
3-1	0,247	3,687
3-2	0,247	2,685
4-1	0,274	1,392
4-2	0,274	-0,049
5	0,297	-1,517
6	0,313	-2,862
7-1	0,322	-3,745
Продолжение таблицы 2
1	2	3
7-2	0,322	-1,933
8	0,325	-2,368
9	0,321	-2,506
10-1	0,309	-2,331
10-2	0,309	-4,188
11	0,289	-3,539
12	0,262	-2,39
13	0,234	-0,897

Подробный расчет приведен в приложении А.

По данным расчетов, приведенных выше, строим зависимости и (рисунок 13 и рисунок 14).

Рисунок 13 – Зависимость угла от времени

Рисунок 14 – Зависимость ускорения от времени

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы по дисциплине «Электромеханические переходные процессы в электрических сетях» были приобретены навыки практических расчётов статической и динамической устойчивости систем и узлов нагрузки.

Было произведено определение запаса статической устойчивости по пределу передаваемой мощности при отсутствии и наличии АРВ ПТ и АРВ СД у генератора, построена векторная диаграмма генератора.

Произведен приближенный расчет динамической устойчивости методом последовательных интервалов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Высшая Школа, 2005. – 536 с., ил.

2 Жданов П. С. Вопросы устойчивости электрических систем. – М.: Энергия, 2006. – 456 с.

3 Степанов А. С. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Электромеханические переходные процессы в электрических сетях». Благовещенск: 2006. – 31 с.

4 Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 2007. – 520 с.

5 Методика расчетов устойчивости автоматизированных электрических систем / Под ред. Веникова В. А. – М.: Высшая школа, 2005. – 248 с.

6 Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы / Под ред. Б. Н. Неклепаева. – М.: Энергия, 2007. – 336 с.