Изучение статической и динамической устойчивости простейшей регулируемой системы

Построение круговой диаграммы и угловых характеристик начала и конца передачи при условии отсутствия у генератора автоматического регулирования возбуждения. Расчет пределов передаваемой мощности и коэффициентов запаса статической устойчивости системы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное федеральное учреждение высшего профессионального образования

"Южно-Уральский государственный университет"

Факультет "Энергетический"

Кафедра "Системы электроснабжения"

Изучение статической и динамической устойчивости простейшей регулируемой системы

Нормоконтролер:

Пястолов В.В.

Руководитель:

Пястолов В.В.

Автор проекта

студент группы ЭС-411

Булаев В.Ю.

Челябинск 2011

АННОТАЦИЯ

Булаев В.Ю. Изучение статической и динамической устойчивости простейшей регулируемой системы. - Челябинск: ЮУрГУ, СЭС; 2011, с., 18 ил., 7 табл., библиогр. список - 3 наим.

Целью курсовой работы является исследование переходных процессов в системах электроснабжения, на примере генераторной подстанции, работающей на шинах бесконечной мощности. А также проверке статической и динамической устойчивости системы.



ЗАДАНИЕ

на курсовую работу студента Булаева Вячеслава Юрьевича

Группа ЭС-411

1 Дисциплина: Переходные электромеханические процессы в электроэнергетических системах.

2 Тема работы: Изучение статической и динамической устойчивости простейшей регулируемой системы.

3 Перечень вопросов подлежащих разработке:

Генераторная станция работает на шины бесконечной мощности через две параллельные линии и передает мощность при . Напряжение на шинах приемной системы поддерживается неизменным, равным

Схема электроэнергетической системы

Требуется:

1. Используя постоянные четырехполюсника, построить круговую диаграмму и угловые характеристики начала и конца передачи при условии отсутствия у генераторов АРВ (). Учесть все индуктивности схемы, активное сопротивление линий передач, а также ветвь намагничивания эквивалентного трансформатора и емкостную проводимость линий.

2. Построить угловые характеристики передачи при условии:

- отсутствия у генераторов АРВ;

- наличия у генераторов АРВ пропорционального действия ();

- наличия у генераторов АРВ сильного действия ().

Построить векторную диаграмму передачи, на которой отобразить , , . В этом пункте допускается пренебречь ветвью намагничивания трансформатора и активными сопротивлениями.

3. Определить пределы передаваемой мощности и коэффициенты запаса статической устойчивости системы для случаев, упомянутых в пунктах 1 и 2.

4. Выявить влияние коэффициента мощности нагрузки в пределах от (емкостная нагрузка) до (индуктивная нагрузка) на коэффициент запаса статической устойчивости. Расчеты провести для генераторов без АВР. Учесть все индуктивности схемы, активное сопротивление линий передач, а также ветвь намагничивания эквивалентного трансформатора и емкостную проводимость линий.

5. Проверить статическую устойчивость системы без учета действия АРВ, для чего получить и построить зависимость изменения угла во времени. При этом в качестве малого возмущения рассмотреть отклонения ротора на один градус от положения установившегося режима (). Расчеты провести для двух случаев: без учета демпферного момента, с учетом демпферного момента.

6. Провести расчет динамической устойчивости системы при наличии у генераторов АРВ пропорционального действия с определением предельного угла и предельного времени отключения аварии при двухфазном КЗ на землю одной из параллельных линий вблизи шин генераторной станции.

Исходные данные:

Параметры генераторов:

- номинальная мощность ;

- число генераторов ;

- номинальный коэффициент мощности: ;

- сопротивление ;

- переходное сопротивление ;

- демпферный момент ;

- постоянная инерции .

Параметры трансформаторов:

- номинальная мощность ;

- число трансформаторов .

Параметры линий электропередач:

- длина линий ;

- число линий .

Параметры на шинах бесконечной мощности:

- напряжение ;

- активная мощность ;

- коэффициент мощности .

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ПОСТРОЕНИЕ КРУГОВОЙ ДИАГРАММЫ И УГЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАЧАЛА И КОНЦА ПЕРЕДАЧИ ПРИ УСЛОВИИ ОТСУТСТВИЯ У ГЕНЕРАТОРА АРВ

1.1 Расчет параметров схемы замещения

1.2 Определение параметров эквивалентного четырехполюсника

1.3 Построение круговой диаграммы

1.4 Угловые характеристики

2. ПОСТРОЕНИЕ УГЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕДАЧИ ПРИ НАЛИЧИИ У ГЕНЕРАТОРОВ АРВ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО () И СИЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ (). ПОСТРОЕНИЕ ВЕКТОРНОЙ ДИАГРАММЫ

2.1 Расчет параметров схемы замещения

2.2 Статическая и динамические угловые характеристики

3. ПРЕДЕЛЫ ПЕРЕДАВАЕМОЙ МОЩНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТЫ ЗАПАСА СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ

3.1 Генератор без АРВ

3.2 Генератор с АРВ пропорционального действия ()

3.3 Генератор с АРВ силового действия ()

4. ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ НА КОЭФФИЦИЕНТ ЗАПАСА СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ ОТСУТСТВИИ У ГЕНЕРАТОРА АРВ

5. ПРОВЕРКА СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ БЕЗ УЧЕТА ДЕЙСТВИЯ АРВ

5.1 Расчет параметров схемы замещения

5.2 Протекание процесса без учета демпферного момента

5.3 Процесс с учетом демпферного момента

6. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ ПРИ НАЛИЧИИ У ГЕНЕРАТОРА АРВ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

6.1 Исходный режим работы

6.2 Аварийный режим работы

6.3 Послеаварийный режим работы

6.4 Определение предельного угла и времени отключения аварии

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК



1. ПОСТРОЕНИЕ КРУГОВОЙ ДИАГРАММЫ И УГЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАЧАЛА И КОНЦА ПЕРЕДАЧИ ПРИ УСЛОВИИ ОТСУТСТВИЯ У ГЕНЕРАТОРА АРВ

1.1 Расчет параметров схемы замещения

Все элементы схемы выражаем в системе относительных единиц, приведенных к базисным условиям: , (напряжение в точке к.з.).

Схема замещения представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема замещения

Определяем сопротивления элементов схемы в относительных единицах, приведенных к базисным условиям.

Определим сопротивления генераторов по формуле:

(1)

Определим индуктивное сопротивление трансформаторов по формуле:



(2)

где - напряжение короткого замыкания, определяется из справочных данных, для трансформатора ТДЦ 400000/220 - 78T1 равно 11% (см. стр. 159[2]).

Проводимость ветви намагничивания трансформаторов определим из формулы:

(3)

где - ток холостого хода трансформатора, определяется из справочных данных, для трансформатора ТДЦ 400000/220 - 78T1 равен 0,5% (см. стр. 159[2]).

Выберем сечение проводов линий электропередач по экономической плотности тока.

Определим ток нагрузки одной линии:

(4)

Экономическая плотность тока нормируется ПУЭ и зависит от количества часов использования максимума нагрузки в год. Поскольку работа электростанции должна осуществляться круглогодично, принимаем, что время наибольшей нагрузки более 5000 часов в год. Тогда для неизолированного алюминиевого провода экономическая плотность тока (см. п. 1.3.25 табл. 1.3.36 [1]).

Поскольку обычно в каждой фазе ВЛ напряжением 6 - 220 кВ подвешивают по одному проводу, получаем.

Определим необходимое сечение провода:

(5)

Сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. Согласно таблице 7.39 (см. стр. 432 [2]) ближайшим стандартным сечением является 500мм². Провод принимаем сталеалюминевый марки АС-500/64.

Определим параметры линий.

Сопротивление линий определим по формуле:

(6)

где - удельное активное сопротивление линии, определяется по табл. 7.39, для линии, выполненной проводом АС-500/64 равно 0,06Ом/км (см. стр. 432 [2]).

Индуктивное сопротивление линий определим по формуле:



(7)

где - удельное индуктивное сопротивление линии, определяется по табл. 7.39, для линии, выполненной проводом АС-500/64& равно 0,413Ом/км (см. стр. 432 [2]).

Емкостную проводимость линий определим по формуле:

(8)

где - удельная проводимость линии, определяется по табл. 7.39, для линии, выполненной проводом АС-500/64 равно (см. стр. 432 [2]).

1.2...