Создание модели синхронного генератора в фазных координатах. Исследование влияния демпферных обмоток на электромагнитный переходный процесс

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Кафедра автоматизации энергосистем

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему

"Создание модели синхронного генератора в фазных координатах.

Исследование влияния демпферных обмоток на 

электромагнитный переходный процесс"

по курсу

"Моделирование в энергетике"

Выполнил:

студент гр. Э-33б

Бернер А. Л

Проверил:

доц. Пискурев М. Ф.

Харьков 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................................... 3

1. Уравнения электромагнитного переходного процесса СМ.......................................................................................................................... 4

1.1. Общие замечания и допущения.......................................................................................................................... 4

1.2. Математическая модель генератора.......................................................................................................................... 6

2. Создание модели СГ в фазных координатах.......................................................................................................................... 8

2.1. Модель синхронного генератора без учета нагрузки

(режим холостого хода).......................................................................................................................... 8

2.2. Модель синхронного генератора с учетом нагрузки и ДО........................................................................................................................ 12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................................ 19

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................................................ 20

ВВЕДЕНИЕ

Для проектирования и эксплуатации энергосистем необходимо знание процессов, происходящих в энергосистемах, как в нормальном режиме, так и при различных аварийных режимах. Все эти режимы не могут быть исследованы на реальной энергосистеме, поэтому для исследования процессов энергосистема описывается с помощью математической модели, которая имеет сходные с исходной энергосистемой свойства.

Математическая модель энергосистемы, даже с учётом всех возможных упрощений, может оказаться слишком сложной для аналитического рассмотрения, однако эта же модель может быть приближённо рассчитана с помощью ЭВМ с достаточной точностью.

В данной курсовой работе использована модель синхронного генератора в фазных координатах. Эта модель является системой дифференциальных уравнений связи между токами и напряжениями в обмотках синхронной машины. Модель удобна тем, что в неё входят непосредственно фазные токи и напряжения. Однако эта система является слишком громоздкой для аналитического рассмотрения, поэтому до появления ЭВМ для описания синхронной машины обычно использовалась упрощенная модель – система уравнений Парка-Горева.

Для моделирования применён пакет Simulink, входящий в систему Matlab.

1. УРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

1.1. Общие замечания и допущения.

Аналитическое исследование электромагнитного переходного процесса синхронной машины с учетом всех влияющих на него факторов представляет чрезвычайно сложную задачу. Чтобы несколько упростить ее, приходится вводить ряд допущений, придавая машине некоторые свойства и качества, которыми она в действительности не обладает, т.е. рассматривать в известной мере «идеализированную» машину. Несомненно, это вносит погрешности в оценку отдельных величин, однако, как показывает сопоставление получаемых величин с экспериментальными данными, обычно погрешности находятся в практически допустимых пределах. Следует особо подчеркнуть, что возможность использования тех или иных конкретных допущений зависит главным образом от характера и назначения решаемой задачи [1].

Представляется полезным изложить основные допущения, обычно принимаемые в практических расчетах электромагнитных переходных процессов и отметить часть дополнительных допущений, которые используются в дальнейшем. К таким допущениям нужно отнести следующие:

1)  магнитная система машины ненасыщенна, в силу чего индуктивности машины не зависят от намагничивающей силы (или токов) величины самих индуктивностей при этом определяются для некоторого значения магнитной проницаемости стали магнитопровода;

2)  вместо действительных кривых распределения н.с. и индукции в воздушном зазоре по расточке статора принимают только их основные, первые гармонические составляющие, соответственно чему наведенные в статоре э.д.с. выражаются синусоидами основной частоты;