Id
Iq
d
Рисунок 5- Векторная диаграмма
3. Определение коэффициента запаса статической устойчивости.
3.1 По действительному пределу передаваемой мощности, когда генератор ЭС не имеет АРВ
При исследованиях статической устойчивости с помощью практических критериев не учитывают нелинейность характеристик намагничивания генераторов и трансформаторов, пренебрегают их токами намагничивания. Кроме того, принимается упрощающее допущение о постоянстве ЭДС генераторов в исследуемых установившихся режимах. В основе этого допущения лежит эквивалентное представление синхронного генератора в виде постоянной ЭДС, приложенной за соответствующим индуктивным сопротивлением.
Мощности генератора, о.е. :
Изменение активной и реактивной мощности в зависимости от угла d представлено в таблице 3.
Таблица 3 – Зависимость Рг и Qг от d.
|
d |
Pг |
Qг |
|
0 |
0,021 |
0,882 |
|
30 |
0,372 |
0,987 |
|
60 |
0,623 |
1,252 |
|
90 |
0,708 |
1,607 |
|
120 |
0,603 |
1,958 |
|
150 |
0,338 |
2,209 |
|
180 |
-0,017 |
2,294 |
Коэффициент запаса статической устойчивости генератора без АРВ, %:
График изменения Рг=f(d) представлен на рисунке 6, Qг=f(d) на рисунке 7 :
3.2 По действительному пределу передаваемой мощности , когда генератор ЭС имеет АРВ пропорционального действия
Мощность генератора, о.е. :
Таблица 4 – Зависимость Рг от d
|
d |
Pг |
|
0 |
0,0402 |
|
30 |
0,707 |
|
60 |
1,186 |
|
90 |
1,350 |
|
120 |
1,154 |
|
150 |
0,650 |
|
180 |
-0,026 |
Коэффициент запаса генератора с АРВ п.д., %:
График изменения Рг=f(d) представлен на рисунке 6.
3.3 По действительному пределу передаваемой мощности, когда генератор ЭС имеет АРВ сильного действия
Мощность генератора, о.е. :
Таблица 5 – Зависимость Рг от d
|
d |
Pг |
|
0 |
0.0585 |
|
30 |
1.036 |
|
60 |
1.740 |
|
90 |
1.982 |
|
120 |
1.697 |
|
150 |
0.961 |
|
180 |
-0,028 |
Коэффициент запаса генератора с АРВ с.д., % :
График изменения Рг=(d) представлен на рисунке 6.
Рг2,0
безАРВ
АРВп.д
1,0 АРВс.д
Ро
0
30 60 90 120 150 180
Рисунок 6 – Графики изменения Рг=f(d) для различных АРВ
Qг
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
30 60 90 120 150 180
Рисунок 7 – Графики изменения Qг =f(d)
Расчёт коэффициента запаса статической устойчивости для режима максимальных нагрузок для всех видов АРВ показал , что коэффициент запаса статической больше допустимого предельного значения 20 %. Таким образом , систему в данных случаях можно считать устойчивой, Анализируя системы возбуждения генератора можно заметить , что с увеличением скорости регулирования возбуждения , растёт предел передаваемой мощности, а значит и коэффициент запаса статической устойчивости.
4. Расчёт динамической устойчивости системы
4.1 Расчёт предельного времени отключения линии при двухфазном к.з. при условии
Определяются собственные и взаимные проводимости схем замещения нормального, аварийного и послеаварийного режимов. Генератор замещяется переходным сопротивлением . Аварийный режим – режим в течение всего короткого замыкания до момента его отключения. Для данного режима в схему замещения нормального режима в точку к.з. включается шунт. Сопротивление этого шунта определяется по формуле:
,
где -- эквивалентное сопротивление нулевой последовательности относительно точки к.з.
- - эквивалентное сопротивление обратной последовательности.
Схема замещения обратной последовательности представлена на рисунке 8. Генератор замещения сопротивлением. Сопротивление обратной последовательности нагрузки принимается равным .
Схема замещения нулевой последовательности представлена на рисунке 9. В данной схеме сопротивления линий равны . Генератор не учитывается из-за того, что расположен за обмоткой трансформатора, соединенной в треугольник, за который точки нулевой последовательности не выходят.
Рисунок 8 – Схема замещения обратной последовательности.
Рисунок 9 – Схема замещения нулевой последовательности.
После эквивалентирования схем получим :
Х2=0,0024+j0,217 о.е.
Хо=j0,104 о.е.
Сопротивление шунта, о.е. :
Схема для расчёта проводимостей аварийного режима представлена на рисунке 10.
Рисунок 10 – Схема замещения аварийного режима.
Проводимости рассчитываются аналогично расчёту , приведённому выше, т.е. методом единичного тока:
Активная мощность генератора в аварийном режиме, о.е. :
Результаты расчёта активной мощности генератора в аварийном режиме для различных углов представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Зависимость Рг от d
|
d |
Pг |
|
0 |
0,0018 |
|
30 |
0,161 |
|
60 |
0,277 |
|
90 |
0,319 |
|
120 |
0,276 |
|
150 |
0,159 |
|
180 |
0,0004 |
В послеаварийном режиме сопротивление линии увеличивается в 2 раза. Схема замещения для расчёта проводимостей послеаварийного режима представлена на рисунке 11.
Рисунок 11 – Схема замещения послеаварийного режима.
Проводимости послеаварийного режима :
Активная мощность генератора в послеаварийном режиме, о.е. :
Результаты расчёта активной мощности генератора в послеаварийном режиме для различных углов представлены в таблице 7.
Таблица 7 – Зависимость Рг от d
|
d |
Pг |
|
0 |
0,029 |
|
30 |
0,517 |
|
60 |
0,867 |
|
90 |
0,986 |
|
120 |
0,842 |
|
150 |
0,473 |
|
180 |
-0,021 |
Графики изменения Рг=(d) в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах представлены на рисунке 12.
Рг2,0
ав.реж.
п/ав.реж.
1,0 нор.реж.
Ро
0
30 60 90 120 150 180
Рисунок 12 – Графики изменения Рг=f(d) для различных режимов.
Косинус предельного угла отключения, о.е. :
Предельный угол отключения равен 99,56 градусов.
5. Определение предельного времени отключения методом последовательных интервалов
Постоянная инерции генератора, с :
Постоянная инерции турбины, с :
Постоянная инерции агрегата, с :
Приращение угла на первом интервале (t=0.05) , в градусах:
Угол в конце первого интервала, в градусах:
В дальнейшем расчёт производится по следующим формулам :
Расчёты представлены в таблице 8.
Таблица 8 – Расчёт предельного времени отключения методом последовательных интервалов.
|
0 |
0 |
0 |
0 |
19,55 |
|
0,05 |
0,108 |
0,350 |
2,6 |
22,18 |
|
0,1 |
0,122 |
0,337 |
7,655 |
29,835 |
|
0,15 |
0,160 |
0,229 |
12,14 |
41,975 |
|
0,2 |
0,214 |
0,245 |
16,075 |
58,05 |
|
0,25 |
0,271 |
0,188 |
18,895 |
76,945 |
|
0,3 |
0,311 |
0,148 |
21,079 |
98,024 |
|
0,35 |
0,316 |
0,143 |
23,224 |
121,248 |
По полученным данным строится зависимость , которая представлена на рисунке 13.
d 100
80
60
40
20
0
0,1 0,2 0,3 t,c
Рисунок 13 – График
Из графика определяется предельное время отключения Если за это время короткое замыкание не будет отключено, то возможна потеря устойчивости генераторов станции из синхронизма.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Расчёт коэффициента запаса статической устойчивости для режима максимальных нагрузок без АРВ показал, что коэффициент запаса в данном случае больше допустимого предельного значения 20%. Таким образом эту сеть можно считать устойчивой.
Произведя расчёты с различными системами возбуждения генератора, убедились в том, что с увеличением скорости регулирования возбуждения, растет предел передаваемой мощности, а значит и коэффициент запаса статической устойчивости.
Если за время короткое замыкание не будет отключено, то возможна потеря устойчивости и выпадение генераторов станции из синхронизма.
Библиографический список
1. Овчинников В.В. Расчёт устойчивости электрических систем. Методические указания к курсовой работе. – Киров : изд. ВятГТУ, 1995.
2. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах, М. : Энергия, 1985.
Страницы: 1, 2
