Составление расчетной схемы, состоящей из схем замещения отдельных элементов для расчета устойчивости

А-20-12-К2-У1

Дано:

Параметры турбогенератора:        .

Параметры линии:

Параметры трансформаторов: ,

                                                    .

Параметры нагрузки:   , ,

Для расчета устойчивости необходимо составить расчетную схему, которая составляется из схем замещения отдельных элементов. При ориентировочных расчетах параметры всех элементов схемы представляются индуктивными сопротивлениями, т.е. простейшими схемами замещения.

            Определяем величины в о.е. приведенные к базисным величинам.

,      ;  , , , .

,      

    

,           

     

Сворачиваем схему:

2. Расчет исходного установившегося режима.

При расчетах, в зависимости от типа генератора, отсутствия или наличия АРВ, а также способа регулирования, генератор представляется в схеме замещения индуктивным сопротивлением и приложенной за ним ЭДС .

    

2.1 При отсутствии АРВ без учета явнополюсности.

;

- внутренний угол, характеризующий сдвиг вектора соответствующей ЭДС , относительно вектора напряжения .

2.2 При отсутствии АРВ с учетом явнополюсности.

;

2.2 При АРВ пропорционального действия.

;

2.3 При АРВ сильного действия.

;

Для построения векторной диаграммы определяем базисный ток:

4. Расчет статической устойчивости

4.1 Устойчивость простейшей электрической системы и идеальный предел мощности.

При ориентировочных расчетах предполагается, что устройства АРВ безинерционные и обеспечивают отсутствие самораскачивания. Предел передаваемой мощности определяется по максимуму статической угловой характеристики мощности .

Действия регуляторов возбуждения отражается введением соответствующих ЭДС , приложенных за индуктивным сопротивлением . Устойчивая часть угловой характеристики мощности определяется прямым критерием статической устойчивости .

Коэффициент запаса статической устойчивости по мощности () определяется как    .    где - идеальный предел передаваемой мощности;

        - передаваемая мощность.

            Угловая характеристика для случаев без АРВ, АРВ пропорционального действия, АРВ сильного действия.   .

Для 2.1            

Для 2.2  ,

где  

           

          

           

Для 2.3       

Для 2.4           

Таблица 1.

		градусы
Без АРВ (турбо)	2,046	38	1,100	62,206
Без АРВ (гидро)	1,652	31,1	0,544	91,2
АРВ ПД	1,318	21,1	1,801	165,582
АРВ СД	1,113	10,2	3,832	465,166

Вывод: Чем выше степень действия АРВ, чем выше коэффициент статической устойчивости.

5. Расчет динамической устойчивости.

Анализ динамической устойчивости проводится для генератора при наличии АРВ пропорционального действия. Рассмотрим три режима: нормальный, аварийный, послеаварийный.

- взаимное сопротивление между генератором и шинами нагрузки.

Определяем предел передаваемой мощности:  .

Произошла авария. При этом возникают несимметричные режимы, что приводит к возникновению несимметричных токов и напряжений, поэтому необходимо рассмотреть схему замещения различных последовательностей.

Для обратной последовательности:

, остальные элементы как и начальные параметры.  ;  

Для первой аварии (двухфазное КЗ) :

Находим индуктивное сопротивление шунта, которое включено между схемой замещения и точкой К.З.:  ,  ,      ;   где .

Для второй аварии (трехфазное КЗ) :

            Находим индуктивное сопротивление шунта, которое включено между схемой замещения и точкой К.З.:, ,  ,   ;

Послеаварийный режим:  ,

 т.к. АПВ успешное, то одна  часть линии не отключается выключателем.

Для всех режимов найдем:

,  

,    

Угловые характеристики.                            Таблица 2

Угол	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Норм.	0,327	0,644	0,941	1,210	1,442	1,630	1,769	1,854	1,882
А.Р.1	0,150	0,295	0,431	0,554	0,660	0,746	0,810	0,848	0,861
А.Р.2	0,327	0,644	0,941	1,210	1,442	1,630	1,769	1,854	1,882
ПАР	0,327	0,644	0,941	1,210	1,442	1,630	1,769	1,854	1,882

Численный расчет динамического перехода:

. .  , , .

,

   , .

.

 и т.д.

При скачкообразных изменениях режима в течении переходного процесса, когда избыток мощности внезапно изменяется от  до . В момент аварии:

,

,

Таблица 6.                 

, сек.	,градус/сек.	, градус
0,025	827,279	21,11	0,259
0,05	819,1271	21,37	0,770
0,075	794,918	22,14	1,267
0,1	755,3876	23,41	1,739
0,125	701,748	25,15	2,178
0,15	635,6593	27,32	2,853
0,175	1525,424	30,18	3,807
0,2	1525,424	33,98	4,760
0,225	1525,424	38,74	5,714
0,25	1525,424	44,46	6,667
0,275	1525,424	51,13	7,620
0,3	1525,424	58,75	7,442
0,325	-2349,28	66,19	5,974
0,35	-2506,2	72,16	4,408
0,375	-2593,98	76,57	2,786
0,4	-2636,93	79,36	1,138
0,425	-2651,65	80,49	-0,519
0,45	-2645,14	79,98	-2,172
0,475	-2614,2	77,80	-3,806
0,5	-2545,67	74,00	-5,397

            По таблице находим наибольшее значение , назовем его , а , . Еще

,

,

,

.

         

.

.

.

6. Расчет устойчивости узлов нагрузки:

6.1. Статическая устойчивость асинхронной нагрузки

            При отключении выключателя в баланс мощности в оставшейся части системы сохраняется. Напряжение на шинах нагрузки также не изменяется, однако теперь оно будет зависеть от режима работы эквивалентной синхронной нагрузки. В качестве независимой переменной при определении запаса устойчивости теперь будет рассматриваться ЭДС , зависящая от вида регулирования. Генератор должен вводиться в схему замещения соответствующим сопротивлением .

Для обеспечения устойчивости асинхронной нагрузки необходимо выполнение прямого критерия устойчивости , что эквивалентно условиям: , , где , , где .

Поскольку , то условия устойчивости можно записать в виде: , ,  где .

Проведем анализ устойчивости асинхронной нагрузки:

              .

Активное сопротивление схемы замещения эквивалентного асинхронного двигателя:

a)  При отсутствии АРВ: ()

 нагрузка неустойчива

б)  При отсутствии АРВ: ()

 нагрузка неустойчива

б) При наличии АРВ пропорционального действия: ()

.

 нагрузка неустойчива

в) При наличии АРВ сильного действия: ()

 нагрузка устойчива

7. Уточняющий расчет №1