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

0 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

10569. Зарождение становление постклассической философии 66 KB
  Зарождение становление постклассической философии. Основные принципы классической философии. Проблемное поле неклассической философии. Критика философской классики и иррационализация философии в творчестве С. Кьеркегора и Ф. Ницше. Основные черты мар...
10570. Религиозная, экзистенциально-феноменологическая и аналитическая философия XX в 35 KB
  Религиозная экзистенциально-феноменологическая и аналитическая философия XX в. Религиозная философия: неотомизм. Философские концепции экзистенциализма. Аналитическая философия. Основные идеи феноменологии. Религиозная философия: неотомизм...
10571. Современная философия запада на рубеже XX-XXI в 42.5 KB
  Современная философия запада на рубеже XX-XXI в. Философская герменевтика. Структурализм и постструктурализм. Философия постмодернизма. Философская герменевтика. Герменевтика греч.: hermeneutike толкование как способ систематического размышле
10572. Философия Беларуси и России: формирование национального самосознания 57.5 KB
  Философия Беларуси и России: формирование национального самосознания Философия и национальное самосознание. Истоки и основные этапы развития философской мысли Беларуси. Основные направления и типологические характеристики русской философии. 1. Фи...
10573. Метафизика и диалектика. Онтология и философия природы 51.5 KB
  Метафизика и диалектика. Онтология и философия природы. Понятие метафизика. Изменение статуса метафизики в истории философии. Онтология как философское учение о бытии. Основные категориальные структуры бытия. Категория материи. Эволюция представлений о ма
10574. Онтология и философия природы 44 KB
  Онтология и философия природы. Природа как объект философского и научного анализа. Природа как среда обитания. Естественная и искусственная среда обитания. Биосфера ее структура закономерности функционирования и развития. Понятие ноосферы. Коэволюция...
10575. Проблема человека в философии и науке 56.5 KB
  Проблема человека в философии и науке. Основные стратегии осмысления проблемы человека в классической и современной философии. Научные и философские модели происхождения человека. Социальные и аксиологические параметры человеческого бытия. Феномен челов
10576. Сознание человека как предмет философского анализа 66.5 KB
  Сознание человека как предмет философского анализа Проблема сознания и основные традиции ее анализа в классической философии. Проблема генезиса сознания. Структура сознания. Сознание и самосознание. 4. Творческая природа и социокультурная размерност...
10577. Познание как ценность культуры и предмет философского анализа 43.5 KB
  Познание как ценность культуры и предмет философского анализа Специфика и основные характеристики познавательного отношения человека к миру. Структура и основные характеристики познавательного процесса. Основные формы чувственного и рационального познания...