Статическая устойчивость простейшей системы. Пределы мощности. Пределы устойчивости. Передаваемая реактивная мощность в относительных единицах

              ЭЛЕКТРИЧЕСКИХУСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ                             

                             ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

          и задания к контрольной работе    по одноименному курсу 

    для« студентовЭлектроснабжение специальности» (Т.01.01.00) 1-43 01 03  

                                   заочной формы обучения

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Гомель 2006

1.  СТАТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОСТЕЙШЕЙ СИСТЕМЫ.

ПРЕДЕЛЫ МОЩНОСТИ. ПРЕДЕЛЫ УСТОЙЧИВОСТИ

В простейших системах предел мощности и предел по условиям статической устойчивости обычно совпадают. В настоящем разделе показаны примеры определения предела передаваемой мощности и предела статической устойчивости при различных допущениях. Во всех задачах регуляторы возбуждения генераторов будут учитываться приближенно в виде постоянной ЭДС, приложенной за тем или иным сопротивлением, замещающим генератор.  

  Пример 1. Рассмотрим схему электропередачи, в которой генератор работает через трансформатор и двухцепную линию электропередачи на шины приемной системы бесконечной мощности. Напряжение приемной станции U можно считать неизменной по абсолютному значению и фазе при любых условиях работы электропередачи. 

 

        Исходные данные: 

–  генератор: Pном = 100 Мвт; cosϕ_ном=0,8; x_d^′ =0,278; Uном = 10,5 кВ; x_d =1,907; T_j = 6,7 с;

–  трансформатор Т1: Sном = 160 МВА;  Uном = 11/230 кВ; U_k = 11 %;  – линия: x₀ = 0,4 Ом/км; L = 300 км;

–  трансформатор Т2: Sном = 200 МВА;  Uном = 230/110 кВ; U_k = 11 %;  – передаваемая мощность Р_с = 80 МВт и Qс = 30 Мвар. 

Определить предел передаваемой мощности и коэффициент запаса статической устойчивости в следующих случаях:

–  при отсутствии автоматического регулятора возбуждения (АРВ);

–  при АРВ пропорционального типа;  – при АРВ сильного действия типа.

Расчет будем проводить, используя точное приведение элементов схемы замещения в относительных единицах.

Принимаем базисные условия:

                Sб = 80 МВт,  Uб = 110 кВ.

Напряжение системы в относительных единицах равно:                    U_c* = 110/110 = 1. 

     Передаваемая активная мощность в относительных единицах равна:

                P_c* = 80/80 = 1.

Передаваемая реактивная мощность в относительных единицах равна:                    Q_c* = 30/80 = 0,375.

  Сопротивление генератора в относительных единицах без учета АРВ:  xГ* = xd ⋅ PномU/ном2cosϕ⋅USбб2 ⋅KT1 ⋅KT2 =1,907⋅10010,/502,8⋅110802 ⋅ 2301122 ⋅11023022 =1,112.

Сопротивление трансформатора Т1 в относительных единицах равно:   xT1* = 100Uk ⋅USномном2 ⋅USбб2 ⋅ KT1 ⋅ KT 2 = 10011 ⋅160112 ⋅110802 ⋅ 2301122 ⋅ 11023022 = 0,055.

Сопротивление линии в относительных единицах равно:          x_л*   .

  Сопротивление трансформатора Т2 в относительных единицах равно:

= Uk ⋅U 2 ⋅ S ⋅   xT 2* 100 Sномном Uбб2 KT 2 = 10011 ⋅ 2302002 ⋅110802 ⋅ 11023022 = 0,044.

Результирующее сопротивление системы без учета АРВ:   x_Σ1 = x_Г* + x_Т1* + x_л* + x_{Т 2*} =1,112 + 0,055 + 0,091+ 0,044 =1,302.   Синхронная ЭДС генератора:



E_q = U_c* + QcU* ⋅_c*xΣ1 ² +PcU* ⋅_c*xΣ1 ² = 1+ 0,3751⋅1.302² +1⋅11.302² =1,391.



Предел передаваемой мощности без учета АРВ:   Pm1 = Eqx⋅ΣU1 c* = 1,1391,302⋅1 =1,068.

Коэффициент запаса статической устойчивости без учета АРВ:   kз1 = Pm1P−c*Pc* = 1,0681 −1 = 0,068.

 Сопротивление генератора в относительных единицах при АРВ пропорционального типа равно: xГ* = xd′ ⋅ PномU/ном2cosϕ⋅USбб2 ⋅ KT1 ⋅ KT2 =0,278⋅10010,/502,8⋅110802 ⋅ 2301122 ⋅11023022 =0,162.

Результирующее сопротивление системы при АРВ пропорционального типа:   x_Σ2 = x_Г* + x_Т1* + x_л* + x_{Т 2*} = 0,162 + 0,055 + 0,091+ 0,044 = 0,352.   Переходная ЭДС генератора:



E_q′ = U_c* + QcU* ⋅_c*xΣ2 ² + Pc*U⋅_cx_*Σ2 ² =         1+ 0,3751⋅0,352² +1⋅01,352² =1,185.



Предел передаваемой мощности при АРВ пропорционального типа:   Pm2 = Eqx⋅ΣU2 c* = 10,185,352⋅1 = 3,366.

Коэффициент запаса статической устойчивости при АРВ пропорционального типа:   kз2 = Pm2P−c* Pc* = 3,3661 −1 = 2,366.

Результирующее сопротивление системы при АРВ сильного действия: