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

489. Казарма на 4 подразделения 119.5 KB
  Разработан проект четырех этажной казармы на 4 подразделения в городе Батуми. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Определение глубины заложения фундамента.
490. Cадово-парковое и ландшафтное строительство 250 KB
  Формирование целостного представления о предприятиях зеленого хозяйства. Знакомство с состоянием рынка труда и производства зеленого материала для озеленения. Изучение ассортимента цветочных, древесных и кустарниковых культур.
491. Экономическое обоснование проекта автоматизации технологического процесса обработки информации 152 KB
  Расчет трудоемкости обработки информации и действительного годового фонда времени. Оценка экономической эффективности проекта и расчет количества оборудования и работников.
492. Поляризация диэлектриков 286.5 KB
  Ионно-релаксационная поляризация. Классификации диэлектриков. Спонтанная (сегнетоэлектрическая), дипольно-релаксационная, миграционная (межслоевая), остаточная (электретная) поляризация.
493. Газоснабжение и горячее водоснабжение жилого 6-и этажного здания 206.5 KB
  Гидравлический расчет подающих трубопроводов. Газоснабжение жилого здания. Гидравлические расчет систем горячего водоснабжения. Анализ циркуляционных трубопроводов.
494. Статистические оценки параметров распределения. Несмещенные, эффективные и состоятельные оценки 157.5 KB
  Несмещенные, эффективные и состоятельные оценки. Числовые характеристики вариационных рядов. Выборочная дисперсия и выборочное среднее квадратическое отклонение. Исправленная выборочная дисперсия. Обычные, начальные и центральные эмпирические моменты.
495. Актуальные проблемы реформы местного самоуправления 909 KB
  Конституция Российской Федерации и проблемы развития компетенционных возможностей местного самоуправления. Реформа местного самоуправления: проблемы реализации. Проблемы законодательного обеспечения реформы местной власти.
496. Разработка и анализ алгоритма сортировки посредством выбора на основе разработки шаблона функции C++ 186 KB
  Основные классы методов сортировки. Исследование метода сортировки посредством выбора на основе шаблона функций C++. Анализ результатов тестирования рассматриваемого алгоритма, вывод о приоритетах и недостатках данного алгоритма и методах его реализации.
497. Водоснабжение и водоотведение 206 KB
  Водопровод жилого здания включает следующие элементы: ввод и водомерный узел, водопроводную сеть, запорную, водоразборную, регулирующую и предохранительную арматуру.