Исследование статической устойчивости электрической системы. Исследование статической устойчивости асинхронного двигателя. Исследование прямого пуска асинхронного двигателя

Проведенный анализ позволяет оценить величины коэффициентов запаса статической устойчивости в нормальных и послеаварийных режимах и определить величину предельно передаваемой мощности линий электропередачи.

Программа работы:

1.  Произвести расчет параметров системы и параметров режима заданного варианта для простейшей электроэнергетической системы (рис. 1.2) в относительных единицах.

2.  Ввести исходные данные системы в компьютер. В ходе работы программы необходимо ввести в компьютер рассчитанные вручную данные. На ввод каждого параметра дается три попытки. При значительном отклонении (>20%) данных ручного расчета с компьютерным программа прекращает работу.

3.  Для рассматриваемой простейшей системы провести расчет на компьютере характеристик мощности и коэффициентов запаса статической устойчивости для различных законов регулирования возбуждения генератора:

а) генератор не имеет автоматического регулятора возбуждения (АРВ);

б) генератор снабжен АРВ пропорционального действия;

в) генератор снабжен АРВ сильного действия.

4. Выполнить расчеты по п. 3 при изменении одного параметра, при этом остальные параметры остаются неизменными:

а) принять напряжение:  35, 110, 220, 330 и 500 кВ;

б) изменить длину линии от 50 до 300% от заданной с интервалами 50%;

5.  Произвести анализ полученных коэффициентов запаса статической устойчивости, определить влияние законов регулирования возбуждения, величин передаваемой мощности, параметров линии и системы на величины коэффициентов запаса.

6.  На основании проведенного анализа дать рекомендации по обоснованию принимаемого режима для различных типов АРВ исходя из нормативных коэффициентов запаса статической устойчивости.

7.  Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета:

  1.  Привести исходные данные заданного варианта.

  2. Изобразить принципиальную схему системы с указанием технических характеристик оборудования и схему замещения с указанием рассчитанных параметров элементов системы и параметров режима в относительных единицах.

3. Дать таблицы с результатами расчетов на компьютере коэффициентов запаса устойчивости при различных параметрах электропередачи, величинах передаваемой мощности и различных АРВ.

4. Привести графические зависимости коэффициентов запаса статической устойчивости в функции параметров линий, мощности, выдаваемой в систему при различных законах регулирования возбуждения.

5. Привести чертеж векторной диаграммы для одного из режимов.

6. Сделать выводы по работе и анализ полученных результатов, дать рекомендации по выбору оптимальной схемы системы из условия нормативных коэффициентов запаса статической устойчивости для различных законов регулирования возбуждения генератора.

Пояснения к работе:

Общая схема и схема замещения простейшей системы состоит из эквивалентного генератора, повышающего трансформатора, линии электропередачи, понижающего трансформатора и шин приемной системы (рис. 1, 2).

Рис.1. Расчетная схема системы

Рис. 2. Схема замещения исследуемой системы

Эквивалентный генератор вводится в схему замещения следующими параметрами:

а) при отсутствии АРВ -  и ;

б) при АРВ пропорционального действия -   и ;

в) при АРВ сильного действия -  и

АРВ сильного действия (АРВ с. д.) поддерживает постоянство напряжений на шинах генератора или на отправном участке линии. В схеме замещения такой генератор приближенно учитывают поперечной составляющей напряжения на зажимах генератора , при этом .

Для расчета переходных процессов в электрической системе необходимо определить параметры элементов системы (), расчет параметров установившегося нормального режима, т. е. определена синхронная  и переходная  э.д.с. генератора; напряжение на зажимах генератора ; активная  и реактивная  мощности, выдаваемые в систему.

Расчет параметров производится в относительных единицах

За базисные величины принимаем:

, где - суммарная максимальная мощность трансформаторов;

=1.05

- напряжение линии;

I.  При отсутствии АВР предел передаваемой мощности определяется, исходя из условия постоянства синхронной ЭДС Еq=const.

a)  Суммарное сопротивление системы:

 -  индуктивное сопротивление внешней цепи, включающее сопротивление двухцепной линии и двух трансформаторов (рис. 2).

б) Синхронная э.д.с.:

(1)

где - Активная мощность, выдаваемая генератором в сеть при неучете активного сопротивления  внешней цепи;

- Реактивная мощность, выдаваемая генератором в сеть.

в) Предел передаваемой мощности:

(2)

г) Коэффициент запаса статической устойчивости:

(3)

где  - предел передаваемой мощности по электропередаче (максимум угловой характеристики мощности) при соответствующем законе регулирования возбуждения синхронного генератора (рис. 3),

  - исходное значение мощности турбины.

II.  При установке на генераторах АРВ пропорционального типа предел передаваемой мощности и устойчивости можно приближенно определить, исходя из постоянства э.д.с. за переходным сопротивлением Е`q=const.

а) Суммарное сопротивление системы:

б) Переходная э.д.с.:

(4)

в) Предел передаваемой мощности и коэффициент запаса статической устойчивости определяется по выражениям (2), (3).

III.  Автоматические регуляторы возбуждения сильного действия в зависимости от их настройки обеспечивают постоянство напряжения либо на выводах генератора, либо в начале линии.

а) Суммарное сопротивление системы:

б) Напряжение на зажимах генератора:

(5)

в) Предел передаваемой мощности:

г) Коэффициент запаса статической устойчивости определяется по (3):

Далее для каждого режима работы генератора строится график