Переходные процессы в электрических системах - файл n1.doc

Переходные процессы в электрических системах
Скачать все файлы (1836 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc1836kb.30.03.2014 13:10скачать

n1.doc

  1   2   3


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию
Иркутский Государственный Технический Университет
Кафедра ЭСС и С

Допускаю к защите

Руководитель______________
Курсовая работа по дисциплине

Переходные процессы в электрических системах


Выполнил студент группы ЭС-05-1 ____________ Свинарев А. В

Нормоконтролёр ____________ ____________

Курсовая работа защищена

с оценкой_______________

Иркутск 2010

Содержание
Схема системы и её параметры

1. Идеальный предел передаваемой мощности и коэффициент запаса статической устойчивости при постоянстве ЭДС ХХ (Eq=const)

1.1 Без учёта явнополюсности Г1

1.2 С учётом явнополюсности Г1

2. Действительный предел передаваемой мощности электропередачи Рпр и коэффициент запаса статической устойчивости Кз (при учёте регулирующего эффекта нагрузки)

3. Предел передаваемой мощности и коэффициент запаса статической устойчивости при установке АРВ

3.1 АРВ пропорционального действия не имеющее зоны нечувствительности

3.2 АРВ сильного действия

4. Анализ зависимостей

4.1. P=()

4.2. Кз=(cos)

4.3. Кз=(xd)

4.4. Кз=(UЛН)

5. Предельное время отключения в точке К-1

5.1 При однофазном КЗ на землю

5.2 При двухфазным КЗ на землю

5.3 При трёхфазном КЗ

6. Список литературы
Данные

Схема системы:


Параметры системы:


  1. Генераторы




Тип и число генераторов

S, МВА

UНОМ, кВ

ТJ, с

Параметры

Гидрогенераторы

xd=1,1

xq=0,6

G1

n1=3

300

10,5

6

xd=0,28

x2=0,3

Te= -

Td0= -

Турбогенераторы

G2

n2=3

600

10,5

12

xd=1,7

G3


n3=2

600

10,5

9

xd=1,8




  1. Линии




Условное обозначение

Длина линии, км

х1, Ом/км на оду цепь

х0, Ом/км

Л1

l1=300

0,42

3,2 x1




  1. Трансформаторы




Условное обозначение

Мощность, МВА

UК, %

Коэффициент трансформации

T1

300

12

K1=254,1/10,5

T2

280

12

K2=209/121

T3

600

14

K3=121/10,5

T4

600

14

K4=121/10,5




  1. Исходный режим системы




Нагрузка

РН, МВт=1150

cos H=0,85

UH=115 кВ

Передаваемая мощность

Р0, МВт=217

cos 0=0,93





1. Определить идеальный предел передаваемой мощности электропередачи Рпр коэффициент запаса статической устойчивости КЗ, исходя из постоянства ЭДС холостого хода Еq; определить различие в величине Рпр и КЗ, вычисленных при учете и без учета явнополюсности генератора G1. Принять UH = 115 кВ = const.
1.1 Определение идеального предела и коэффициента запаса статической устойчивости при неявнополюсной машине.
Под идеальным пределом передаваемой мощности, в данном курсе, понимается предел, найденный при условии, когда приёмная система, состоящая из нагрузки и генераторов G2 и G3, рассматривается как система бесконечной мощности и неизменным напряжением на её шинах.
Рисунок 1. Схема исследуемой электрической системы.

Выполнение задания начнем с составления схемы замещения.



Рисунок 2. Схема замещения.

где - -синхронное сопротивление генератора G1, Ом.

Примем базисную мощность Sб=500МВА, Uб1=115кВ

Определим базисные напряжения для остальных ступеней:





где - К1, К2 - коэффициенты трансформации для данной схемы;

Для решения задачи исследуя данную схему необходимо К2 перевернуть.

Определяем параметры элементов схемы замещения:





Определим суммарное сопротивление схемы:


Для определения предела передаваемой мощности без учета явнополюсности необходимо знать ЭДС холостого хода Еq, которая пропорциональна (если не учитывать насыщение) току ротора, и поэтому в машине с нерегулируемым возбуждением она остается при любых медленных изменениях режима.

При резких изменениях режима ЭДС также изменяется, повторяя изменения тока ротора. ЭДС холостого хода определяется по формуле:



где - напряжение на шинах системы;









Опустим для упрощения индекс<<*(б)>> при соответствующих величинах.



Передаваемая мощность от G1 в систему определяется по формуле:



Предел передаваемой мощности (максимум) будет при , т.е при .



В именованных единицах

Определенный максимум передаваемой мощности называется идеальным пределом или пределом передаваемой мощности. Величина ?Р является запасом мощности для рассматриваемой электропередачи. Отношение ?Р к величине передаваемой мощности называется коэффициентом запаса статической устойчивости:



Коэффициент запаса является величиной нормированной, для нормального режима коэффициент запаса статической устойчивости должен быть не менее 20%.
1.2. Определение идеального предела и коэффициента запаса статической устойчивости при явнополюсной машине
Учет явнополюсного генератора G1 производиться введением искусственной расчетной ЭДС EQ. Явнополюсная машина не имеет обычной схемы замещения в виде постоянных сопротивлений и ЭДС, приложенных за ними. Схема замещения явнополюсной машины содержит ЭДС EQ, зависящую от режима и приложенную за постоянным сопротивлением Хq.

Фиктивная ЭДС определяется по формуле:



где - , определяется аналогично Xd .







При этом формула мощности приобретает следующий вид:



То же значение мощности можно получить согласно векторной диаграмме аналогично тому, как это было сделано для неявнополюсной машины:







Значения сопротивлений, входящих в формулы в виде разностей (xd-xq), (xd-xd) и (xq-xd), можно принять как суммарные для всей системы или отдельно для генератора что вытекает из следующего:



Eq - поперечная составляющая переходной ЭДС E.
Eq не имеет физического смысла и является расчетной величиной и весьма широко применяется при анализе переходных процессов. Неизменность Eq в момент резкого изменения режима позволяет связать нормальный режим с аварийным режимом.

Переходная ЭДС E обусловлена результирующим полным потокосцеплением обмотки возбуждения. В схеме замещения синхронной машины она является приложенной за постоянным сопротивлением Х’d и определяется по формуле.



где




Поперечная составляющая переходной ЭДС:




Рпр для явнополюсных машин наступает не при =90, а раньше, поэтому найдем угол , при котором Рпр будет максимальна.

Значение угла ?, при котором будет наступать максимум передаваемой мощности, можно найти, продифференцировав по углу ? и прировняв ее к нулю, т.е. исследовать функцию на экстремум.

,

где ;





Положив cos ?=x, (), решим это квадратное уравнение:



х1- не подходит.


Найдем предел передаваемой мощности (наступающий при углах <900 при учете явнополюсности) и коэффициент запаса статической устойчивости.


Предельная мощность при равна:



В именованных единицах

Коэффициент запаса статической устойчивости :



2. Определить действительный предел передаваемой мощности электропередачи Рпр и коэффициент запаса статической устойчивости Кз (при учете регулирующего эффекта нагрузки). Принять ЕQ1=const, Eq2=const, ZH=const.
Если мощность приемной системы соизмерима с мощностью электропередачи, то напряжение нагрузки Uн не остается постоянным при изменениях режима работы электропередачи. При представлении приемной системы некоторой нагрузкой и местной электростанцией опенка статической устойчивости передачи производится исходя из постоянства ЭДС обеих станций Е1 и Е2. Увеличение угла ?12 между векторами ЭДС, а следовательно, и угла ? между Е и U, сопровождается уменьшением промежуточных напряжений, в том числе и напряжения Uн на шинах нагрузки. Действительная характеристика мощности в силу непрерывного уменьшения напряжения будет иметь падающий характер и, следовательно, максимум этой характеристики (так называемый действительный предел мощности) достигается при угле до 900.


Рисунок 3. Схема электрической системы: а- трехмашинная; б- двухмашинная.
Составим схему замещения для нашей системы.



Рисунок 4. Схема замещения.
Примем базисную мощность Sб=500МВА, UбI=115кВ.

Определим базисные напряжения для остальных ступеней:







Определим параметры элементов схемы замещения.

Параметры G1, T1, Л, Т2 остаются неизменными:








Преобразовав участок схемы с генераторами G2, G3, трансформаторами Т3, Т4 в эквивалентный генератор G2, G3 и эквивалентный трансформатор Т3, Т4, получим схему, показанную на рисунке 3(б) и изобразим для нее схему замещения.

Рисунок 5. Cхема замещения.












Рисунок 6. Упрощенная схема замещения.
Действительный предел передаваемой мощности обычно определяется исходя из постоянства ЭДС передающей станции Е1 и ЭДС эквивалентной станции Е2 по формуле:


Поскольку по заданию передающая станция оборудована гидрогенераторами (явнополюсными машинами), а приемная система – турбогенераторами (неявнополюсными машинами), то формулу можно записать в более конкретной форме:



где Y11, Y12- собственная и взаимная проводимости.

; ;

Определим собственную и взаимную проводимости методом преобразований. Суть этого метода состоит в преобразовании схемы замещения рассматриваемой ЭЭС к виду, в котором каждый узел, соединяющий ЭДС, связан со всеми другими узлами, содержащими ЭДС (в том числе и нулевые). Преобразуем трех лучевую звезду с лучами Z1, Z2, Zн в эквивалентный треугольник:



Рисунок 7. Преобразованная схема замещения.













EQ=2,06

Eq2 следует определить.


Xd? =Z2 =0,87

PG, QG, определим из условия баланса мощностей

тогда,









В именованных единицах

Коэффициент запаса статической устойчивости :


  1   2   3
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации