99334

Исследование устойчивости электроэнергетической системы

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Динамическая устойчивость – способность системы восстанавливать синхронный режим после снятия большого возмущения. Большими возмущениями являются КЗ, а именно, однофазное и двухфазное на землю, отключение загруженных трансформаторов, линий, переход в асинхронный режим с взаимным поворотом ротора машин

Русский

2016-09-09

652 KB

1 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический университет

имени  В.И. Ленина»

Кафедра электрических систем

Курсовая работа.

Исследование устойчивости электроэнергетической системы.

Выполнил: студент гр. 4-23

Гусев И.В.

Проверил: Огорелышев Н.А.

Иваново 2008

Исходные данные

Табл.1

Место и вид КЗ

tкз,

с

Параметры режима

Пар-ры трансформатора

Пар-ры линии

Пар-ры нагрузки

Pго, ое

Qго, ое

Uго, ое

Pн, ое

Qн, ое

Xт,   ое

Xат, ое

Xл, ое

Xло, ое

Xн2, ое

Xно, ое

К2 (1)

0.5

0.84

0.42

1

0.16

0.12

0.092

0.115

0.21

5.18X1

2.25

2.25

Эквивалентный генератор

АРВ

Xd, ое

Xq, ое

X’d, ое

X2, ое

Tj, с

D, ое

Tв, с

Kou

K1y

K2y

K1δ

K2δ

Te

1.487

1.487

0.18

0.149

9.6

1.62

11.9

102

5.1

0.2

-----

-----

0.095

1.Расчёт динамической устойчивости ЭЭС при неизменной переходной ЭДС генератора.

1.1 Составление схем замещения для нормального, аварийного и послеаварийного режимов работы системы, исходя из представления генератора переходными параметрами.

Динамическая устойчивость – способность системы восстанавливать синхронный режим после снятия большого возмущения. Большими возмущениями являются КЗ, а именно, однофазное и двухфазное на землю, отключение загруженных трансформаторов, линий, переход в асинхронный режим с взаимным поворотом ротора машин. При этом нарушается нормальная работа электрической системы, что может нанести большой ущерб не только электрической системе, но и потребителям. Поэтому нужно, чтобы электрическая система противостояла большим возмущениям. Для этого систему проверяют на динамическую устойчивость, при этом генератор представляем переходными параметрами.

Рис. 1.1 Схема замещения для нормального режима

Нормальный режим является установившемся режимом до возникновения большого возмущения. Аварийный же режим является режим в момент возникновения большого возмущения, а именно, КЗ однофазного на землю в данном случае. Для аварийного режима рассчитываются сопротивления обратной и нулевой последовательности для нахождения сопротивления шунта короткого замыкания.

Рис.1.2 Схема замещения аварийного режима прямой последовательности

Рис. 1.3 Схема замещения аварийного режима обратной последовательности

Рассчитаем суммарное сопротивление аварийного режима обратной последовательности.

где  Хг2, Хн2 – сопротивления генератора и нагрузки для обратной последовательности,

      Хт, Хат, Хл – сопротивления трансформатора, автотрансформатора и линии

      Х∑2 – эквивалентное сопротивление схемы обратной последовательности

Рис.1.4 Схема замещения аварийного режима нулевой последовательности

Рассчитаем суммарное сопротивление аварийного режима нулевой последовательности.

где    Хн0 – сопротивления нагрузки для нулевой последовательности,

        Х∑0 – эквивалентное сопротивление схемы нулевой последовательности

Так как по заданию имеется однофазное короткое замыкание, то сопротивление аварийного шунта определяется как сумма эквивалентных сопротивлений схем обратной и нулевой последовательностей.

 

Построим для аварийного режима эквивалентную схему прямой последовательности.

Рис.1.5 Эквивалентная схема замещения прямой последовательности аварийного режима

Схема замещения послеаварийного режима составляется с условием того, что элемент линии, на котором произошло КЗ, был отключён и поэтому он не указывается в схеме.

Рис. 1.6 Схема замещения послеаварийного режима

1.2 Расчёт параметров нормального установившегося режима работы системы.

Так как выполняется упрощённый расчёт электромеханических переходных процессов, то можно ограничиться переходными параметрами синхронных машин и считать, что Е’ неизменна на всём протяжение переходного процесса.

Определим расчётные параметры установившегося режима работы системы.

гдеE’0 – переходная ЭДС за переходным сопротивлением генератора

   Xd – переходное сопротивление генератора по продольной оси

P0г,Qг0 – активная и реактивная мощности генератора установившегося режима

Uг0 – напряжение на шинах генератора установившегося режима

гдеUн – напряжение на шинах нагрузки

  Xт – сопротивление трансформатора

гдеP,Q – активная и реактивная мощности, проходящие по линии

гдеXсв,Xл,Xат – сопротивления связи, линии и автотрансформаторы

гдеUc – напряжение на шинах приёмной системы

Переходная ЭДС за переходным сопротивлением генератораE`0,ое

Напряжение на шинах нагрузки

Uн,ое

Напряжение на шинах бесконечной мощности

Uc,ое

1.086

0.964

0.927

1.3 Определение сопротивлений нагрузки, собственных и взаимных проводимостей схем для нормального, аварийного и послеаварийного режимов.

гдеZн – полное сопротивление нагрузки

Pн,Qн – активная и реактивная мощности нагрузки

Нормальный режим:

где    Х11 – эквивалентное сопротивление

где     у11 – собственная проводимость

у11=2.06*exp(-89°)

где      Х12 – взаимное сопротивление схемы

где      у12=у21 – взаимная проводимость

у12=у21=2.08*ехр(-91°)

Аварийный режим:

у11=2.25*ехр(-89°)

у12=у21=1.35*ехр(-91°)

Послеаварийный режим:

у11=1.73*ехр(-88.4°)

у12=у21=1.7*ехр(-91.4°)

Табл.2 Результаты расчёта узловых проводимостей

Режим

у11, ое

λ11, °

у12, ое

λ12, °

Нормальный

2.06

1

2.08

-1

Аварийный

2.25

1

1.35

-1

послеаварийный

1.73

1.6

1.7

-1.4

1.4 Построение угловых характеристик активной мощности генератора для трёх рассмотренных режимов ЭЭС. Графическое определение предельного угла отключения с использованием метода площадей.

Считаем Е`=соnst на всём протяжение переходного процесса, при этом не учитываются переходные процессы в цепях машины. С помощью программыRRSwin1 определим точки угловых характеристик для нормального, аварийного и послеаварийного режимов работы ЭЭС.

Рис. 1.7 Схема нормального режима для определения точек угловой характеристики

Рис.1.8 Схема аварийного режима для определения точек угловой характеристики

Рис 1.9 Схема послеаварийного режима для определения точек угловой характеристики

Табл.3 Угловые характеристики мощностей

Угол δ`, °

Ргнорм, ое

Ргав, ое

Ргпа, ое

0

0.0813

0.0553

0.1

10

0.432

0.292

0.387

20

0.77

0.521

0.665

30

1.09

0.734

0.924

40

1.37

0.927

1.16

50

1.61

1.09

1.36

60

1.81

1.22

1.52

70

1.95

1.32

1.63

80

2.04

1.38

1.7

90

2.06

1.4

1.72

100

2.02

1.37

1.69

110

1.92

1.3

1.6

120

1.77

1.2

1.47

130

1.56

1.06

1.3

140

1.31

0.889

1.09

150

1.01

0.691

0.852

160

0.692

0.474

0.587

170

0.35

0.243

0.306

180

0.0024

0.00588

0.0168

Строим на миллиметровой бумаге угловые характеристики режимов. Для начала определяем угол δ`о, который равен углу при пересечении  Рт и Рнорм. В данном случае δ`о=22° - угол отклонения, при котором всё ещё сохраняется динамическая устойчивость.

Из рисунка видно, что площадь торможения больше скорости ускорения, поэтому система не имеет предельного угла отключения δ`пр.откл, так как система вернётся в устойчивый режим даже, если не будет ликвидировано «большое» возмущение.

1.5 Решение уравнения движения ротора генератора методом последовательных интервалов для аварийного режима до достижения предельного угла отключения и построение графика зависимости угла во времени.

                                        Фо=Рт-Рав                                                           (14)

где       Фо – избыточная мощность в момент КЗ

Фо=0.84-0.575=0.265 ое

где        К – коэффициент первого приращения

fн – номинальная частота сети

h – интервал между приращениями, выбираемh=0.1 с

Tj – постоянная инерции генератора

где            Δδ`1 – приращение угла на первом интервале

°

где          δ`1 – угол в конце первого интервала

°

где          Δδ`2 – приращение угла на втором интервале

ое

°

°

Продолжаем аналогично расчёты до придельного угла отклонения.

Табл.4 Расчёт методом последовательных интервалов уравнения движения ротора

Равi,ое

Фi,ое

Δδ`i

δ`i

0.575

0.265

2.5

24.5

0.625

0.215

6.53

31.03

0.75

0.09

8.2

39.2

0.9

-0.06

7.075

46.3

1.025

-0.185

3.6

49.9

1.34

-0.5

-5.775

44.225

Продолжать нет смысла, так как угол начнёт уменьшаться. Площадка торможения больше площадки ускорения, поэтому система вернётся в устойчивое состояние даже, если не будет ликвидировано большое возмущение. Не будем чертить зависимость времени от угла δ, так как это не имеет смысла.

ΔX

Xат

К2

Uc

Хл

X'd

X’н

Е'н

Е'q

Xат

c

Хл

Хл

X'd

Хн

Ен

Е'q

Xг2

Хн2

Хл

Хл

Xат

К2

Uк2

Xат

К2

Uко

Хл

Хл

Хно

X'd

Хн

E'н

Uc

E'q

ΔХ

Х∑1

Еэк

Xат

E`=1.09

X`d

Xат

Zн

Eн=0

Uc=0.927

E`=1.09

X`d

Xат

Zн

Eн=0

Uc=0.927

ΔХ

Е=0

E`=1.09

X`d

Xат

Zн

Eн=0

Uc=0.927


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66695. МАТРИЧНЫЕ (ИГОЛЬЧАТЫЕ) ПРИНТЕРЫ 105.5 KB
  В зависимости от технологии печати различают матричные струйные лазерные светодиодные сублимационные принтеры. От их количества зависит качество печати – в основном на рынке представлены матричные принтеры печатающая головка которых имеет 24 иголки плотность печати до 180 dpi.
66696. Технология и организация междугордных перевозок 92.5 KB
  За последние 10 лет парк автомобилей в России вырос почти в 25 раза. В 1999 году произошло существенное на 61 увеличение количества грузовых автомобилей в экономическом комплексе и впервые за последние годы зафиксирован рост объема грузовых автомобильных перевозок....
66697. Жизнь и научная деятельность Бориса Борисовича Полынова 376.55 KB
  Крупную роль в советском почвоведении играл Борис Борисович Полынов 1877 1952 гг. вышла в свет его книга Кора выветривания в которой были глубоко и всесторонне охарактеризованы основные фазы и главные типы кор выветривания Полынов 1934. Полынов одна из самых ярких личностей в советском почвоведении.
66699. Научный вклад Сергея Николаевича Виноградского в почвоведение 159.5 KB
  Кроме того Сергей Николаевич Виноградский объяснил процесс почвообразования показав что в почве существуют азотофиксирующие бактерии способные давать растениям необходимый для роста азот являющийся одним из главных лимитирующих факторов развития растений.
66700. Добровольский Глеб Всеволодович 111.53 KB
  Это вызвало повышенный интерес к проблемам экологии к проблемам биосферы Добровольский Г. Биография Глеб Всеволодович Добровольский академик Российской академии наук Президент Общества почвоведов при РАН известный почвоведэколог научная организационная...
66702. Диаграммы: основные понятия и термины 2.45 MB
  Одно из основных свойств, которое сделало Microsoft Excel мощным деловым пакетом – это возможность отображать числовые данные в виде полноцветных, легких для понимания диаграмм. Excel предоставляет широкий диапазон стандартных типов диаграмм научного и делового назначения...