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

1307. Теория материаловедение 118 KB
  Основные группы радиоматериалов. Требования, которые должны удовлетворять радиоматериалы. Классификация диэлектрических материалов. Структура звена полимера (молекулярные, элементарные звенья). Агрегатные и фазовые состояния полимеров. Физические (релаксационные состояния полимеров).
1308. Основы психологии 121.5 KB
  Предмет, объект, этапы развития психологии. Просоциальное и асоциальное поведения. Механизмы неправильного воспитания детей в семье. Психика, сознание и деятельность, их структура и функции. Основные теоретические подходы к воспитанию.
1309. Создание и использование макросов 48.5 KB
  Макрос (макрокоманда) представляет собой процедуру на языку VBA, в которой содержится запись последовательности команд или операций, выполняемых в Excel. Просмотр, редактирование и переименование макросов. Создание панели инструментов и меню пользователя. Назначение макроса графическому объекту и кнопке
1310. Числовые характеристики случайных величин 73 KB
  Математическое ожидание. Формула для вычисления математического ожидания случайной величины по плотности распределения. Дисперсией случайной величины. Среднеквадратическое отклонение случайной величины.
1311. Ознакомление с организацией и технологией производства на ИП Дмитриев 107 KB
  Технологическая схема производства заварного пирожного. Контроль качества готовой продукции. Контроль производства заварного пирожного. Организационная характеристика.
1312. Экономические проблемы организации производства 75.5 KB
  Прибыль и убытки предприятия, производящего продукты питания. Прибыль и показатели рентабельности предприятия, производящего продукты питания. Налогооблагаемая прибыль и фактический налог на прибыль определяются по материалам налоговой отчетности.
1313. Ускорение. Прямолинейное движение с постоянным ускорением. Мгновеннная скорость 128 KB
  Векторная величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло. Перемещение при равноускоренном движении. Уравнение движения.
1314. Адвокат в арбитражном процессе 27 KB
  Участие адвоката в арбитражной процессе обусловлено тем, что такие дела решают судьбу владения большими материальными ценностями. То есть, как известно, арбитражный процесс, и адвокат в арбитражном процессе являют собой процесс по решению хозяйственного вопроса между юридическими лицами.
1315. Расчет экономической эффективности установки 342.5 KB
  Установка поверки включает в себя электронные компоненты, корпус, печатную плату, блок питания. Их стоимость по прайсу Чип и Дип от 13.05.2012. Расчет заработной платы проектировщика. Экономический эффект от внедрения установки.