Методические указания к расчёту электромеханических переходных процессов

Методические указания к расчёту электромеханических переходных процессов.

1. Составление схемы замещения.

1.1. Определение эквивалентных параметров.

В задании к курсовой работе приведено количество генераторов каждой электростанции. Принимаем, что число трансформаторов в блоке равно числу генераторов. Эквивалентные мощность и сопротивление агрегата легко определяется по выражению:

= n•                                                               (1.1)

= ,                                                                 (1.2)

где: – мощность генератора или трансформатора; – сопротивление одного генератора или трансформатора; n – число блоков генератор – трансформатор на электростанции.

1.2. Приведение расчётной схемы к базисным условиям.

Известно, что для проведения расчётов в схемах с несколькими номинальными напряжениями требуется приведение всех элементов схемы к базисным условиям. Для этого задаемся двумя параметрами: базисной мощностью (выбирается произвольно) и базисным напряжением основной ступени .

Базисные напряжения остальных ступеней определяются по:

= ,                                                  (1.3)

где - – коэффициенты трансформации в направлении от основной к i-й ступени напряжения.

Базисные токи определяются по формуле:

=                                                                  (1.4)

Базисные сопротивления определяются по выражению:

=                                                                      (1.5)

Сопротивления элементов схемы приводятся к базисным условиям по следующим выражениям:

Если сопротивления элементов заданы в относительных единицах:

= (ном)••                                                        (1.6)

Если сопротивления элементов заданы в именованных единицах:

=                                                                (1.7)

1.3. Расчёт исходного режима.

Передаваемая активная мощность в относительных единицах может быть определена по формуле:

=                                                                        (1.8)

Реактивная мощность определяется по:

= •tg(f)                                                (1.9)

Полная мощность:

= + j•                                                           (1.10)

2. Расчёт статической устойчивости и предела передаваемой по линии мощности.

2.1. Расчёт предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости.

В курсовой работе требуется определить предел передаваемой мощности для различных случаев: без учёта и при учёте явнополюсности генератора Г1, при учёте регулирующего эффекта нагрузки и при установке на генератор Г1 регуляторов пропорционального и сильного действия.

Для нахождения предельной мощности используем схему, в которой генератор Г1 работает на шины неизменного напряжения .

Рисунок 2.1 – Схема замещения для расчёта предела передаваемой мощности.

Синхронный генератор может представляться следующими математическими моделями:

1) Генератор, не имеющий регуляторов возбуждения.

В этом случае синхронный генератор представляется для исследования электромеханических переходных процессов ЭДС Eq и синхронным индуктивным сопротивлением Xd (рисунок 2.2-а).

2) Генератор, имеющий регулятор пропорционального действия.

Такая синхронная машина представляется на схеме замещения переходной ЭДС E'q и переходным сопротивлением X'd (рисунок 2.2-б).

3) Генератор, имеющий регулятор сильного действия.

В данном случае синхронный генератор представляется источником неизменного напряжения (рисунок 2.2-в).

Активная мощность отдаваемая генератором при неучёте явнополюсной конструкции ротора в зависимости от угла нагрузки определяется по формуле:

P(δ) = •sin(δ)                                                (2.1)

а) регулятор возбуждения отсутствует; б) имеется регулятор пропорционального действия; в) имеется регулятор сильного действия. Рисунок 2.2 – Представление синхронной машины при исследовании электромеханических переходных процессов.

ЭДС Eq генератора следует рассчитывать по выражению:

Eq =                                            (2.2)

Предел передаваемой мощности находится как максимум зависимости P = f(δ). Из формулы (2.1) получаем:

=                                                               (2.3)

Коэффициент запаса статической устойчивости определяется как:

= •100%                                                 (2.4)

С учётом явнополюсности генератора Г1 отдаваемую активную мощность следует находить по формуле:

(δ) = +                              (2.5)

находится по следующему выражению:

= – ,                                 (2.6)

где: – фиктивная ЭДС генератора, её значение определяется по:

=                                           (2.7)

E'q – переходная ЭДС генератора, определяется по выражению:

E'q = E'•cos(δ – δ')                                                  (2.8)

Значение ЭДС E' находится по формуле:

E' =                                           (2.9)

Углы между векторами E' и (угол δ'), а также между векторами E'q (угол δ) находятся по выражениям:

δ' =                                                    (2.10)

δ =                                                      (2.11)

Далее в среде MathCAD определяется предел передаваемой мощности как точка максимума зависимости = f(δ) (2.5).

Расчёт предела передаваемой мощности при учёте регулирующего эффекта нагрузки.

В этом случае для определения предела передаваемой мощности нужно перейти от простейшей к более сложной схеме.