Электротехника \ Переходные процессы в электрических системах

Анализ статической устойчивости. Анализ динамической устойчивости электро-энергетической системы, страница 2

В расчетах динамической устойчивости генератор в схеме замещения задается сопротивлением  и ЭДС  независимо от наличия или отсутствия АРВ. Основными упрощенными методами анализа динамической устойчивости электроэнергетических систем являются: метод площадей и метод последовательных интервалов. При этом принимаются следующие допущения:

-электрическая мощность изменяется мгновенно при переходе от одного режима к другому;

-отклонения  частоты вращения роторов  генераторов от синхронной малы;

-вращающий момент турбины в переходном процессе не меняется;

-не учитываем не линейность параметров системы;

-рассматриваем переходные процессы на ограниченном интервале времени;

- заменяем совокупность генераторов одним эквивалентным

6.1. Исследование динамической устойчивости при отключении одной из цепей ЛЭП.

В этой задаче необходимо ответить на вопрос будет ли система устойчива при отключении одной из цепей ЛЭП и если будет, то найти угол вылета ротора. Задачу решаем методом площадей. Расчет ведем без учета нагрузки.

Порядок расчета:

- Строим характеристику мощности исходного режима, (рис.6.1) задавая значения угла  от 0 до 180о по формуле:

,    (6.1)

Значения ЭДС, и сопротивления взять из задачи 5.1.2.

-  В этих же осях строим характеристику  мощности при отключенной цепи ЛЭП  (РII ) :

 ;                  (6.2)

где  .

 


                             

Рисунок 6.1. Характеристики мощности исходного режима(РI) и при отключенной цепи ЛЭП  (РII)

- Пользуясь методом площадей, определяем максимальный угол  

,    (6.3)

где  - угол  исходного режима. 

Уравнение 6.3 решаем методом итераций, в качестве первого приближения принимаем угол .

Угол  определяют по формуле:, где - максимальное значение характеристики мощности при отключенной линии.

Угол  необходимо сравнить с критическим углом  и сделать вывод о динамической устойчивости.

6.2. Исследование динамической устойчивости при коротком замыкании в начале  ЛЭП.

6.2.1 Расчет предельного угла отключения при различных видах короткого замыкания.

Задачу решаем методом площадей. Расчет ведем без учета нагрузки.

При анализе различают режимы работы: исходный, послеаварийный и аварийный. Соответствующие характеристики мощности приведены на рисунке 6.2.

Порядок расчета:

- Строим характеристику мощности исходного режима (РI) по формуле

,    (6.4)

-  В этих же осях строим характеристики  мощности аварийного (РIII ) и  послеаварийного (РII ) режимов по формулам:

 ;               ;      (6.5)

где  ,

.

Сопротивление аварийного шунта  зависит от вида короткого замыкания, и определяем его по формулам приведенным таблице 4.2.

P

            

Рисунок 6.2. Характеристики мощности исходного (РI), аварийного  (РIII) и  послеаварийного (РII) режимов.

- Определяем предельный угол отключения КЗ из условия равенство площадок ускорения и возможного торможения по формуле:

     (6.6)

Углы  и  рассчитываем в соответствии с рис.6.2 по формулам:

                (6.7)

Эти расчеты необходимо провести для трех видов КЗ и сделать вывод относительно влияния вида КЗ на динамическую устойчивость.

6.2.2 Расчет предельного времени отключения при различных видах короткого замыкания.

Расчет ведем методом последовательных интервалов. Этот метод представляет собой вычислительный эксперимент, проводимый не в реальной системе, а на ее математическом описании (математической модели).

Основное дифференциальное уравнение ротора генератора:

    (6.8)

где   - постоянная инерции эквивалентного генератора

- синхронная скорость;

- мощность турбины

- электрическая мощность генератора, зависящая от режима работы системы.

Задачей решения является определение в переходном процессе функции .

Порядок расчета:

-Выбираем шаг интегрирования =(0,01- 0,04)с и определяем начальные условия:

.

Значения амплитуд характеристик мощности исходного (), аварийного  () и  послеаварийного () режимов берем из задачи 6.2.1.

-Рассчитываем приращение угла к концу первого интервала:

, где  , здесь угол выражен в градусах время в секундах.

- Зная приращение угла на первом интервале, рассчитываем абсолютное значение угла в конце этого интервала или, что-то же самое, в начале следующего интервала:

-Для нового значения угла  определяем избыток мощности на втором интервале времени:

.

-Рассчитываем приращение угла к концу второго интервала и абсолютное значение угла в конце этого интервала:

,

Расчет на следующих интервалах ведем аналогично по формулам:

,

,

Расчет ведем до тех пор, пока значение угла  не достигнет предельного угла отключения, найденного в задаче 6.2.1.

-Результаты расчета сводим в таблицу и  по ней строим зависимость .

-По этой зависимости, зная предельный угол отключения, находим предельное время  отключения короткого замыкания.

- Сравнив предельное время  отключения короткого замыкания с действительным временем  отключения короткого замыкания , равным:   , сделать вывод о динамической устойчивости системы при различных видах КЗ.

Примечание: В расчетах необходимо принять:

- время действия РЗс.,

- собственное время отключения выключателя с.,

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Рожкова Л.Д.,Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. -М.: Энергоатомиздат.,1987.-648c.

2. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы.-М.: Энергия.,1970.-520c.

3. Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / Под ред.Б.Н.Неклепаева.-М.: Изд-во НЦЭНАС, 2001. –152c.

4. Винославский В.Н., Пивняк Г.Г. и др. Переходные процессы в системах электроснабжения.-Киев: Высшая школа.,2000.-597c.

5. Система стандартов по организации учебного процесса. Текстовые документы в сфере учебного процесса -Харьков.: НТУ «ХПИ».,2001-37с.

6 Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах.- М.: Высш. шк., 1970.- 472 с.

7.Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем.- М.: Энергия.,1979.- 456с.

Скачать файл