Расчет доаварийного режима по схеме, определяя реактивную мощность. Определение тока в поврежденной фазе и построение векторных диаграмм токов и напряжений в месте короткого замыкания

1   Задание

1.  Рассчитать доаварийный режим по схеме рисунка 1.1, определяя реактивную мощность  из условия .

2.  При однофазном коротком замыкании в точке «К» схемы рисунка 1.1 определить ток в поврежденной фазе и построить векторные диаграммы токов и напряжений в месте короткого замыкания и векторную диаграмму напряжений в точке «А» для начального момента времени однофазного короткого замыкания.

3.  Рассчитать и построить угловые характеристики мощности генератора и определить пределы по активной мощности и коэффициент запаса:

3.1  P=f(δ), Q=f(δ) без учета АРВ и явнополюсности при r=0, g=0;

3.2  P=f(δ) с учетом явнополюсности (r=0, g=0);

3.3  P=f(δ) с учетом АРВ пропорционального действия (r=0, g=0) при ;

3.4  P=f(δ) с учетом АРВ сильного действия при  (r=0, g=0).

4.  Произвести расчет на статическую устойчивость системы при генераторах без АРВ;

5.  Произвести расчет на динамическую устойчивость генератора в системе «генератор – мощная система» при заданном месте трехфазного короткого замыкания без учета электромагнитного процесса в обмотке ротора; определить зависимости δ=f(t).

2  Исходные данные

Таблица 1 – Параметры линий и нагрузок

Рисунок 1.1 Схема электрической системы

3  Выбор оборудования электрической системы

3.1  Выбор генераторов

Критерием выбора генераторов служит активная мощность, которую они способны выработать для питания нагрузки. Что бы найти активную мощность генераторов , определим экономическую мощность, которую способна пропустить воздушная линия, соединяющая генераторы и нагрузку. Воспользуемся эмпирической формулой

,                                                               (1)

откуда

где U – номинальное напряжение ВЛ, кВ;

       L – длина ВЛ, км.

            Генераторы  работают с мощность равной 60% от их номинального значения. Найдем примерную суммарную активную мощность генераторов:

Откуда примерная мощность одного генератора:

Выбираем генератор из списка с ближайшим большим значением генерируемой активной мощностью. Данные по генератору сведены в таблице 2.

3.2  Выбор трансформаторов

Критерием выбора трансформатора служит полная мощность, которую он способен пропустить. Номинальная полная мощность выше выбранного генератора равна 23,5 МВ·А. По аналогии с предыдущем выбираем трансформатор с ближайшим большим значением полной мощности, которую он способен пропустить. Данные по трансформатору сведены в таблице 3.

3.3  Выбор трансформатора

Полная номинальная мощность двух генераторов равна 47 МВ·А. Выбираем трансформатор с ближайшим большим значением полной мощности, которую он способен пропустить. Данные по трансформатору сведены в таблице 3.

3.4  Выбор генераторов

Критерием выбора генераторов служит активная мощность, которую они способны выработать для питания нагрузки. В данном случае суммарная активная мощность генераторов должна быть равна активной мощности, которую нагрузка недополучает от генераторов . Таким образом:

где ;

            Примерная мощность одного генератора равна:

Выбираем генератор из списка с ближайшим большим значением генерируемой активной мощностью. Данные по генератору сведены в таблице 2.

Таблица 2 – Параметры генераторов

Таблица 3 – Параметры трансформатора

4  Расчет несимметричного режима

4.1  Составление и расчет схемы замещения прямой последовательности

4.1.1  Составление схемы замещения

В схему замещения прямой последовательности войдут все ЭДС и сопротивления, как для обычного расчета тока трехфазного короткого замыкания.

Рисунок 4.1 Схема замещения прямой последовательности

4.1.2  Определение параметров схемы

4.1.2.1    Определение параметров генераторов

Сверхпереходное индуктивное сопротивление [1, c.13]:

            Номинальное напряжение:

Номинальная реактивная мощность [2, с. 23]:

Номинальная активная мощность [2, с. 23]:

            Сверхпереходная ЭДС [1, c.13]:

            4.1.2.2 Определение параметров трансформаторов

            Индуктивное сопротивление [1, c.13]:

            4.1.2.3 Определение параметров воздушной линии

            Индуктивное сопротивление линии [1, c.13]:     

            4.1.2.4 Определение параметров трансформатора

            У трехобмоточного трансформатора задаются три величины напряжения короткого замыкания  для каждой из обмоток рассчитываются по формулам [2, с.13]:

            Индуктивного сопротивления высокой стороны [1, c.14]:

Индуктивного сопротивления низкой стороны [1, c.14]:

            4.1.2.5 Определение параметров нагрузки

            Индуктивное сопротивление [1, c.14]:

            ЭДС [1, c.14]:

 о.е                                                     (18)

            4.1.2.6 Определение параметров генераторов

            Сверхпереходное индуктивное сопротивление [1, c.13]:

Номинальное напряжение:

Номинальная реактивная мощность [2, с. 23]:

Номинальная активная мощность [2, с. 23]:

            Сверхпереходная ЭДС [1, c.13]:

 о.е.          (23)

4.1.3  Составление эквивалентной схемы

Составим по результатам выше проведенных расчетов схему замещения.

Рисунок 4.2 Схема замещения прямой последовательности с численными значениями

4.1.3.1  Эквивалентирование сопротивлений и ЭДС генераторов

Данные генераторы расположены в схеме параллельно друг другу.

4.1.3.2  Экивалентирование сопротивлений трансформаторов

Данные трансформаторы расположены в схеме параллельно друг другу.

4.1.3.3  Эквивалентирование ЭДС и сопротивлений генераторов