Устойчивость электрических систем: Практикум для студентов специальности «Электроснабжение»

1. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СИСТЕМ В СХЕМАХ ЗАМЕЩЕНИЯ

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования
«Гомельский государственный технический университет
имени П. О. Сухого»

Кафедра «Электроснабжение»

Устойчивость
электрических систем

Практикум

для студентов специальности 1-43 01 03
«Электроснабжение»
дневной и заочной форм обучения

Гомель 2007

1.1. Синхронные генераторы

Синхронные генераторы в установившемся режиме в схемах замещения представляются синхронной ЭДС  за синхронным сопротивлением . Аналогично замещается синхронный генератор без автоматической регулировки возбуждения (АРВ) и без демпферных обмоток на роторе машины в начальный момент переходного процесса.

Сопротивление генератора в относительных единицах при приближенном приведении определяется по формуле:

               , о. е.,       (1.1)

где  – номинальная мощность генератора, МВА;

 – базисная мощность, МВА.

По формуле (1.1) определяются все сопротивления генератора, приведенные к базисным условиям.

Синхронная ЭДС неявнополюсного генератора в простейшей системе определяется по формуле:

, о. е., (1.2)           (1.2)

где  – напряжение системы, о. е.;

 – реактивная мощность, передаваемая в систему, о. е.;

 – активная мощность, передаваемая в систему, о. е.;

 – внешнее сопротивление сети от шин генераторного напряжения до шин системы, о. е.

Для определения  явнополюсного генератора необходимо рассчитать фиктивную ЭДС  и переходную ЭДС .

Фиктивная ЭДС неявнополюсного генератора в простейшей системе определяется по формуле:

     , о. е.,          (1.3)

где  – синхронное сопротивление генератора по поперечной оси ротора, о. е.

Переходная ЭДС неявнополюсного генератора в простейшей системе определяется по формуле:

                                  , о. е.,                       (1.4)

где  – переходное сопротивление генератора по продольной оси ротора, о. е.

Электродвижущая сила холостого хода неявнополюсного генератора в простейшей системе определяется по формуле:

                                                         , о. е.                                              (1.5)

Синхронные генераторы с АРВ слабого действия и с демпферными обмотками на роторе в начальный момент переходного процесса в схемах замещения представляются переходной ЭДС  за переходным сопротивлением . ЭДС  определяется по формуле (1.4), а сопротивление  по формуле (1.1).

Синхронные генераторы с АРВ сильного действия в начальный момент переходного процесса в схемах замещения представляются ЭДС, равной напряжению на выводах генератора, за нулевым сопротивлением генератора.

Напряжение генератора в простейшей системе определяется по формуле:

               , о. е.       (1.6)

В расчетах, учитывающих изменение свободных составляющих токов обмоток ротора или статора, синхронные генераторы в начальный момент переходного процесса в схемах замещения представляются сверхпереходной ЭДС  за сверхпереходным сопротивлением генератора .

Сверхпереходная ЭДС генератора в простейшей системе определяется по формуле:

, о. е.,              (1.7)

где  – сверхпереходное сопротивление генератора по продольной оси ротора, о. е.

1.2. Линии электропередачи

Линии электропередачи в схемах замещения представляются полным сопротивлением . Как правило, в линиях длиной до 300 км и напряжением до 330 кВ емкостную проводимость П-образной или Т-образной схемы замещения не учитывают.

Сопротивление линии в относительных единицах при приближенном приведении определяется по формуле:

               , о. е.,      (1.8)

где  – номинальное или средненоминальное напряжение линии электропередачи, кВ;

 – удельное активное сопротивление линии, Ом/км;

 – удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км;

 – длина линии, км.

В практических расчетах активное сопротивление воздушных линий электропередачи при передаче средней и большой мощности может не учитываться.

1.3. Трансформаторы и автотрансформаторы

Двухобмоточные трансформаторы в схемах замещения представляются индуктивным сопротивлением .

Сопротивление двухобмоточного трансформатора в относительных единицах при приближенном приведении определяется по формуле:

                                                                          , о. е.,                                                               (1.9)

где  – номинальная мощность трансформатора, МВА;

 – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Сопротивления трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора в относительных единицах при приближенном приведении определяются по формулам:

                                                 , о. е., (1.10)

                                                 , о. е., (1.11)

                                                 , о. е., (1.12)

где – напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и среднего напряжения, %;

– напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и низшего напряжения, %;

– напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками среднего и низшего напряжения, %.

1.4. Токоограничивающие и шунтирующие реакторы

Токоограничивающие и шунтирующие реакторы в схемах замещения представляются индуктивным сопротивлением .