99207

Электромеханические переходные процессы в электроэнергетической системе

Курсовая

Энергетика

При исследованиях динамической устойчивости рассматриваются переходные процессы при действии в системе больших возмущений. В данной работе оценка синхронной динамической устойчивости производится по зависимости взаимного угла от времени t, для построения которой используется общий метод последовательных интервалов с учетом влияния АРВ

Русский

2016-08-06

2.11 MB

2 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

ИВАНОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электрических систем

Курсовая работа:

«Электромеханические переходные процессы в электроэнергетической системе»

Выполнил:

студент группы IV-21хх

Розанов Д.В.

Проверил:

Катулин А.В.

Иваново 2004

При исследованиях динамической устойчивости рассматриваются переходные процессы при действии в системе больших возмущений. В данной работе оценка синхронной динамической устойчивости производится по зависимости взаимного угла  от времени t, для построения которой используется общий метод последовательных интервалов с учетом влияния АРВ. В качестве большого возмущения принимается несимметричное короткое замыкание.

Схема исследуемой сети

Вариант 14

1. Исходные данные для расчёта устойчивости ЭС.

Активные и реактивные мощности эквивалентного генератора станции и нагрузки, напряжения эквивалентного генератора станции:

Рго = 0,85 о.е. , Qго = 0,43 о.е. , Uго = 0,99 о.е. , Рн = 0,21 о.е. , Qн = 0,13 о.е.

Параметры системы:

Трансформаторы:

Сопротивление трансформатора: xт = 0,1 о.е.,

Сопротивление автотрансформатора: xат = 0,108 о.е.

Линия:

Сопротивление линии: xл = 0,25 о.е.,

Сопротивление нулевой последовательности линии: xло =о.е.

Нагрузка:

Сопротивление нагрузки обратной последовательности: xн2 = 1,77 о.е.,

Сопротивление нагрузки нулевой последовательности: xно = 1,5 о.е.

Эквивалентный генератор:

Синхронные сопротивления: xd = 0,65 о.е. , xq = 0,477 о.е.,

Переходное сопротивление: x’d = 0,29 о.е.,

Сопротивление обратной последовательности эквивалентного генератора: xг2 = 0,217 о.е.,

Постоянная инерции: Тj = 9,4 с,

Коэффициент демпфирования: D = 0,8 о.е.,

Постоянная времени обмотки возбуждения: Тв = 5,02 с.

АРВ:

Коэффициент по отклонению напряжения: КOU = 107,

Коэффициенты по производным угла: = 3,74 , = 0,372,

Постоянная времени возбудителя и регулятора: Те = 0,15 с.

Данные о КЗ:

Место короткого замыкания точка К1,

Вид КЗ: 1фазное (К(1)),

Длительность КЗ: tкз = 0,5 с.

2. Определение динамической устойчивости простейшей системы

2.1. Определение режимных параметров.

Расчетная переходная ЭДС:

;

(о.е.).

Напряжение в точке подключения нагрузки:

;

(о.е.).

Сопротивление нагрузки, заданной активной и реактивной мощностями:

;

.

Активная и реактивная мощности, выдаваемые в систему по двум параллельным ЛЭП:

;

.

.

;

.

;   Р = 0,85 – 0,21 – 0 = 0,64.

;  Q = 0,43 – 0,13 – 0,09 = 0,21.

Напряжение на шинах приемной системы:

;

.

2.2. Определение собственных и взаимных проводимостей системы в доаварийном режиме

Рис. 1 Схема замещения в доаварийном режиме работы

; ; ;

;

Взаимная проводимость:

; ; ; arg = -91,8

Определение дополнительных углов:

; ; ;

;

Собственная проводимость:

; ; ; arg = -89,1

Определение дополнительных углов:

; ; ;

2.3. Определение собственных и взаимных проводимостей системы в аварийном режиме (КЗ режим)

Рис. 2 Комплексная схема замещения в аварийном режиме работы

; ;

;

Получаем следующую схему:

Рис. 3 Схема замещения для токов обратной последовательности

;

;

Рис. 4 Схема замещения для токов нулевой последовательности в аварийном режиме

;

;

;

;

Определяем сопротивление шунта для к(1) КЗ

;

Свернём схему прямой последовательности:

Рис. 5 Комплексная схема замещения после первого преобразования

;

;

;

;

Собственная проводимость:

; ; ; arg = -89,7

Определение дополнительных углов:

; ; ;

;

Взаимная проводимость:

; ; ; arg = -91,1

Определение дополнительных углов:

; ; ;

Определение собственных и взаимных проводимостей системы в послеаварийном режиме

Рис. 6 Схема замещения в послеаварийном режиме

;

;

;

Взаимная проводимость:

; ; ; arg = -92,3

Определение дополнительных углов:

; ; ;

;

Собственная проводимость:

; ; ; arg = -88,5

Определение дополнительных углов:

; ; ;

Рис. 7 Угловые характеристики для трёх режимов

Найдём

Найдём по рисунку 7

= 1420

Метод последовательных интервалов

f = 50; ; ; ; Ty = 9,4;

;

;

t0 = 0; ;

;

;

;

; ;

;

; ;

n = 0…20000; h = ; t1 = h; h = ; tn+1 = tn + h

=  +

Рис. 8 Изменение угла ротора во времени

Так как площадка ускорения меньше площадки торможения, делаем вывод, что при

коротком замыкании динамическая устойчивость сохранится. Максимальный угол

отключения ротора составит .

3. Оценка статической устойчивости системы на основе анализа характеристического уравнения

3.1. Оценка устойчивости методом первого приближения.

3.1.1. Определение собственных и взаимных проводимостей и дополнительных углов системы.

Рис. 9 Эквивалентная схема замещения системы

Представляем генератор синхронными расчетными параметрами:

Определяем синхронную ЭДС:

Сопротивление нагрузки, заданной активной и реактивной мощностями:

zн = 4,52 + j2,03

Свернем схему замещения системы и преобразуем упрощенную схему для определения собственных и взаимных проводимостей.

x1 = j(xq + xт);   X1 = j(0,48 + 0,1) = j0,58;

xсв = j(xл/2 + xат);  xсв = j(0,25/2 + 0,108) = j0,23;

;   ;

;

;

;

;

;            ;

;     ;

;            ;

;   ;

;     ;

;       ;

;              ;

;     ;

;

;

3.1.2. Уравнение первого приближения для исследуемой системы.

Определяем - угол расхождения между векторами ЭДС  и напряжения Uс.

;

1. Уравнение движения ротора генератора.

,

где Tj, D - значения приведенных к мощности эквивалентного генератора, постоянной инерции и коэффициента демпфирования эквивалентного генератора.

;   ;

;

2. Уравнение связи между синхронной (EQ) и переходной (E'q) ЭДС.

;

;

;

;

;

3. Уравнение переходного процесса в обмотке возбуждения.

, где - отклонение вынужденной ЭДС эквивалентного генератора.

;   ;

;   ;

4. Уравнение связи параметра регулирования с режимными параметрами для напряжения генератора.

, где DU - отклонение напряжения эквивалентного генератора.

;

;

;

;

;   ;

;

= -0,25;

3.1.3. Составление характеристического уравнения.

Находим характеристический определитель.

;   ;   ;   ;   ;   ;

=

= ;

;

;   ;   ;   ;   ;

3.1.4. Оценка устойчивости с помощью алгебраического критерия Гурвица.

Суть критерия: система статически устойчива, если все 4 диагональных миноров матрицы Гурвица положительны.

Запишем матрицу Гурвица:

;

;   ;

;   ;

;   ;   ;   ;

Вывод: система статически устойчива, т. к. все четыре диагональных минора матрицы Гурвица положительны.

3.2. Оценка устойчивости системы по корням характеристического уравнения с помощью ЭВМ.

;

Вывод: Система статически устойчива, т. к. корни характеристического уравнения имеют отрицательную вещественную часть.

4. Определение запаса апериодической устойчивости электрической системы

Нахождение точек зависимости  с помощью метода проб.

Уравнение связи между синхронной (Eq) и расчетной синхронной (EQ) ЭДС для гидрогенератора. По параметрам исходного режима находим:

;

;

;    i = 1…3;

Метод проб:

1. Задаемся значением угла : ;

2. Задаемся тремя возможными значениями ЭДС EQ: EQ1 = 1,5; EQ2 = 2; EQ3 = 3;

3. По уравнению находим:

;

Получаем функциональную зависимость Eq = f (EQ), представленную на рис. 10.

4. По уравнениям определения тока и напряжения генератора находим:

;

5. По уравнению для установившегося режима регулирования возбуждения находим:

,

где  - значение вынужденной ЭДС в исследуемом режиме;

       - текущее значение напряжение генератора;

       - коэффициент усиления по отклонению.

6. Получаем зависимость, которую так же представляем графически на рис. 10.

= 1,79           = 2,00          = 0,88               = 12,79

        2,40                   2,54                   1,05                          -5,46

        3,61                   3,70                   1,42                        -44,84

7. Интерполируем по полученным данным (по пересечению характеристик) находим истинное значение ЭДС EQ соответствующего углу  рис.10.

Рис. 10 Функциональная зависимость Eq = f (EQ)

8. Аналогично проводим расчет для ряда углов  и получаем зависимость EQ = f (), представленную на рис. 11.

40

60

80

100

120

140

160

EQ

1,7

2,01

2,65

3,6

4,65

5,7

6,5

Eq

2,16

2,70

3,75

5,25

6,89

8,50

9,72

0,81

1,20

1,81

2,64

3,53

4,39

5,03

1,01

0,99

0,98

0,97

0,96

0,95

0,94

Рис. 11 Функциональная зависимость EQr = f ()

9. Определим угловую характеристику активной мощности на основе полученной зависимости EQ = f ().

;

Рис. 12 Функциональная зависимость Рr = f ()

Р = 4,5.

10. Определим коэффициент запаса статической устойчивости по активной мощности:

, где Р - предел передаваемой мощности;

                              Рго - нагрузка генератора по активной мощности в исследуемом режиме.

;

Условие апериодической статической устойчивости (генератор не должен загружаться больше чем на 80% от предельной возможной мощности) выполняется, следовательно, данный режим работы генератора допустим.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73568. Теория вероятностей. Основные понятия 1.35 MB
  События называются равновозможными если нет оснований считать что одно из них появится в результате опыта с большей вероятностью. Вероятностью события А называется математическая оценка возможности появления этого события в результате опыта. Вероятность события А равна отношению числа благоприятствующих событию А исходов опыта к общему числу попарно несовместных исходов опыта образующих полную группу событий. Очевидно что вероятность достоверного события равна единице а вероятность невозможного – равна нулю.
73569. Ринкова організація виробництва 75 KB
  Структура і функції ринку. Інфраструктура ринку та її основні елементи. Не вдаючись в гіперболізацію можна констатувати що новітня історія не знає жодного прикладу високорозвинутої гнучкої ефективно функціонуючої економіки без ринку. Першу спробу наукового визначення поняття ринку зробив французький економіст Антуан Курно.
73570. Основи саморегулювання ринкової економіки 148 KB
  Суть попиту та його детермінанти. Закон попиту і крива попиту. Ринкова пропозиція та її детермінанти. Закон пропозиції і крива пропозиції. Взаємодія попиту і пропозиції та ринкова рівновага. Ціна у ринковій економіці: суть, види та функції. Вплив держави на ціноутворення. Конкуренція та її роль у функціонуванні ринкової системи. Монополія як антипод конкуренції.
73571. Підприємництво і підприємство (фірма) 100 KB
  Зміст основні принципи та ознаки підприємництва.Організаційноправові форми підприємництва в ринковій економіці.Підприємство в системі підприємництва. Зміст основні принципи та ознаки підприємництва.
73574. Информация о магнитных свойствах, которая может быть получена из нейтронографических данных (магнитные фазовые переходы, температурные зависимости намагниченности 955 KB
  Зависимость величины намагниченности Co подрешетки от внешнего поля отчетливо видна на рис. Подчеркнем что полевая зависимость спонтанной намагниченности монокристалла ErCo2 измеренная при 36 K с помощью магнитометра имеет вид типичный для парамагнитного состояния.
73576. Малоугловое рассеяние нейтронов. Домены. Наноматериалы. Фракталы (пространственные и поверхностные) 2.4 MB
  Цель этой лекции дать представления о методе малоуглового рассеяния нейтронов МУРН как методе исследования непериодических систем. МУРН имеет дело с изучением неоднородностей в материалах. Масштабы неоднородностей Физические принципы рассеяния нейтронов при МУРН те же что и при рассеянии на большие углы. рассеивающая среда была периодической в трех направлениях причем с очень большим числом повторений тогда как в МУРН рассеивающие центры не упорядочены периодически.