Расчет нормального режима турбогенератора ТВВ-200-2, построение векторной диаграммы и угловой характеристики

Исходные данные:

Тип турбогенератора: ТВВ-200-2

P_ном = 200МВт           cosφ=0.85       x^”_d=0,19 x₂=0,23        r =0,002 ое            U_ном=15,75кВ

P_о/P_ном=1

Принимаем x_d=1,88

1.  Расчет нормального режима ТГ, построение векторной диаграммы и угловой характеристики при P_г=0,2 Р^’_ген

Весь расчет будем вести в относительных единицах, но в случае необходимости будем прибегать к именованным. В качестве базисных величин принимаем номинальную мощность генератора и напряжение системы.

Рисунок 1- Схема замещения

S_ном=S_ном==235,3МВт

X_вн=(0,3…0,5) x_d = (0,3…0,5) 1,88 =0,564…0,94

Принимаем X_вн=0,7

U_г=1,04          S_баз= S_ном            U_с=1

Р^’_ген===0,85

1.1.  Определение реактивной мощности генератора

Pг=0,2Р^’_ген=0,20,85= 0,17

U_с=

1=

0,45Q_г² - 1,4Q_г + 0,09 = 0

a = 0,45           b = -1,4           c = 0,09

D = b² – 4 a c = 1,798

Q₁ = ==3,045439

Q₂ = == 0,065672

т.к. реактивная мощность не может превышать активную, то в качестве реактивной мощности принимаем:

Q_г = Q₂ = 0,065672

1.2.   Полная мощность синхронного генератора

Sг== =0,182244

1.3.   Определение тока статора генератора

Iг=== 0,17523

1.4.  Внутренний угол генератора

==14,989, град

1.5.  Определение cosφ генератора

φ_г= 21,1218, град

1.6.  Угол между Еq и Iг -

 = + φ_г = 14,989 + 21,1218 = 36,1109, град

1.7.  Составляющие Iг и Uг в осях d и q

U_гd = U_гsin() = 1,04sin(14,989) = 0,26898

U_гq = U_гcos() = 1,04cos(14,989) = 1,00461

I_гd = I_гsin(φ_г) = 0,17523sin(21,1218) = 0,10327

I_гq = I_гcos(φ_г) = 0,17523cos(21,1218) = 0,14157

Проверка:

Xq = Xd

U_гd = I_гdXq = 0,10327 1,9 = 0,26898

Pг = U_гd I_гd + U_гq  I_гq = 0,268980,10327 + 1,004610,14157 = 0,17

1.8.  Расчет Eq

Eq === 0,97103

1.9.  Определение угла δΣ между Eq и Uс

ΔQ = I_гXвн = 0,17523 0,7 = 0,02149

Qc=Qг – ΔQ = 0,0656720 – 0,02149 = 04418

Pc = Pг

δ_вн = atan= atan = 6,58454, град

δΣ =δ_г + δ_вн = 14,989 + 6,58454 = 21,5736 град

1.10.  Угловая характеристика

P_г0.2(δ) = sin (δ) =  sin (δ) = 0,53151 sin (δ)

Рисунок 2- Векторная диаграмма при P_г=0,2 Р^’_ген

2.  Расчет нормального режима ТГ, построение векторной диаграммы и угловой характеристики при P_г=0,4 Р^’_ген

2.1.  Определение реактивной мощности генератора

Pг=0,4Р^’_ген=0,40,85= 0,34

U_с=

1=

0,45Q_г² - 1,4Q_г + 0,13 = 0

a = 0,45           b = -1,4           c = 0,13

D = b² – 4 a c = 1,719

Q₁ = ==3,01228

Q₂ = == 0,09883

т.к. реактивная мощность не может превышать активную, то в качестве реактивной мощности принимаем:

Q_г = Q₂ = 0,09883

2.2.   Полная мощность синхронного генератора

Sг== =0,35407

2.3.   Определение тока статора генератора

Iг=== 0,34046

2.4.  Внутренний угол генератора

==26,97, град

2.5.  Определение cosφ генератора

φ_г= 16,2084, град

2.6.  Угол между Еq и Iг -

 = + φ_г = 26,97 + 16,2084 = 43,18, град

2.7.  Составляющие Iг и Uг в осях d и q

U_гd = U_гsin() = 1,04sin(26,97) = 0,4717

U_гq = U_гcos() = 1,04cos(26,97) = 0,92688

I_гd = I_гsin(φ_г) = 0,17523sin(16,2084) = 0,23297

I_гq = I_гcos(φ_г) = 0,17523cos(16,2084) = 0,24826

Проверка:

Xq = Xd

U_гd = I_гdXq = 0,23297 1,9 = 0,4717

Pг = U_гd I_гd + U_гq  I_гq = 0,47170,23297 + 0,926880,24826 = 0,34

2.8.  Расчет Eq

Eq === 1,06

2.9.  Определение угла δΣ между Eq и Uс

ΔQ = I_гXвн = 0,34046 0,7 = 0,08114

Qc=Qг – ΔQ = 0,09883 – 0,08114 = 0,0177

Pc = Pг

δ_вн = atan= atan = 13,22, град

δΣ =δ_г + δ_вн = 26,97 + 13,22 = 40,2013 град

2.10.  Угловая характеристика

P_г0.4(δ) = sin (δ) =  sin (δ) = 0,58 sin (δ)

Рисунок 3- Векторная диаграмма при P_г=0,4 Р^’_ген

3.  Расчет нормального режима ТГ, построение векторной диаграммы и угловой характеристики при P_г=0,6 Р^’_ген

3.1.  Определение реактивной мощности генератора

Pг=0,6Р^’_ген=0,60,85= 0,51

U_с=

1=

0,45Q_г² - 1,4Q_г + 0,199 = 0

a = 0,45           b = -1,4           c = 0,199

D = b² – 4 a c = 1,6

Q₁ = ==2,98

Q₂ = == 0,15