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

33522. Творчество В.Набокова (роман по выбору). Проблематика, конфликты, герои 16.5 KB
  Защита Лужина Роман Защита Лужина привлекает и своим заглавием и своим содержанием писатель неоднократно объяснял его замысел: Русское заглавие этого романа – Защита Лужина – относится к шахматной защите будто бы придуманной моим героем сочинять книгу было нелегко надо был ввести роковое предназначение в жизнь Лужина и придать очертанию сада поездки событиям подобие замысловатой игры а в последних главах – настоящей шахматной атаки разрушающей до основания здоровье моего героя. У Лужина неожиданно счастливая семейная жизнь...
33523. Особенности композиции и система образов в романе М. Булгакова «Мастер и Маргарита» 22.64 KB
  Особенности композиции и система образов в романе М. Булгакова Мастер и Маргарита Роман в романе М. Сожженное в печи произведение Мастера так называемый внутренний роман возрождается будто Феникс из пепла так как он связан с персонажами романа внешнего. С внешним романом его соединяет образ Алоизия Могарыча предателя которого Мастеру изображать неинтересно поэтому что уже был в его творчестве Иуда.
33524. Проблематика романа «Мастер и Маргарита» 16.97 KB
  Более всего тема угнетения преследования неординарной талантливой личности государством присутствует в судьбе Мастера. Маргарита громит квартиру критика Латунского погубившего Мастера но отвергает предложение уничтожить своего врага. После бала у Сатаны героиня в первую очередь просит за страдающую Фриду забывая о собственном страстном желании вернуть Мастера. Именно Воланд приводит Мастера и его подругу в их вечный дом даруя им покой.
33525. Тема репрессий в поэме А.Ахматовой «Реквием» 17.6 KB
  Ахматова начала писать свою поэму Реквием в 1935 году когда ее единственный сын Лев Гумилев был арестован. Как и другие матери жены сестры Ахматова много часов стояла в молчаливой очереди что вела к петербургской тюрьме Кресты. Только в 1940 году Ахматова завершила свое произведение опубликовано же оно было в 1987 году много лет спустя после смерит автора. Ахматова рассказывает об истории создания поэмы.
33526. Роман-антиутопия Е.Замятина «Мы» (жанровые и художественные особенности) 17.26 KB
  У Замятина мы не масса а социальное качество. Заветная идея сталинизма – не человек но винтик в гигантском государственном механизме который подчинен твердой руке машиниста у Замятина показана осуществленной. Особенности жанра При чтении толкования термина антиутопия все его особенности прослеживаются в романе Евгения Замятина Мы: это и изображение тоталитарного государства и острый конфликт Чтобы возникла художественность нужен романный конфликт. Он должен пережить это сомнение как кульминацию своей жизни пусть даже...
33527. «Чевенгур» Платонова как роман-предупреждение 14.06 KB
  Чевенгур Платонова как романпредупреждение. прочитав роман “Чевенгур†писал Платонову: “Человек вы талантливый это бесспорно бесспорно и то что вы обладаете очень своеобразным языком. Платонов же посылая Горькому рукопись “Чевенгура†писал что “в романе содержится честная попытка изобразить начало коммунистического обществаâ€. Роман “Чевенгур†это энциклопедия социальных инициатив в их взаимодействии с реальной плотью жизни.
33528. Проблематика романа Б. Пастернака «Доктор Живаго», значение лирического дневника в идейной концепции романа 20.46 KB
  Пастернака Доктор Живаго значение лирического дневника в идейной концепции романа. Пастернак начал писать роман “Доктор Живаго†в 1945 году и закончил его в декабре 1955 года.Лихачев уверен что автор Пастернак пишет о самом себе но пишет как о постороннем он придумывает себе судьбу в которой можно было бы наиболее полно раскрыть перед читателем свою внутреннюю жизнь что жизнь Юрия Андреевича Живаго – это альтернативный вариант жизни самого Пастернака. Доктор Живаго – выразитель сокровенного лирический герой Пастернака который...
33529. Литературный процесс 30-х годов (ведущие темы, основные имена) 13.59 KB
  Печатались новые произведения Н. Новые сферы жизни человека новые конфликты новые характеры видоизменение традиционного литературного материала привели к появлению новых героев к возникновению новых жанров новых приемов стихосложения к поискам в области композиции и языка.
33530. Литературные объединения 20-х годов, их роль в развитии литературы 25.13 KB
  в литературной жизни продолжали существовать литературные организации и группы писателей: футуристы акмеисты Пролеткульт сложившиеся в начале 1910х годов. Одной из самых многочисленных и авторитетных литературных организаций объединивших пролетарских поэтов и писателей стал Пролеткульт. Его теория пролетарской культуры оказала большое влияние на русскую литературу 1920 1930х годов особенно на творчество пролетарских поэтов и писателей. Драматическим моментом в судьбе Пролеткульта стал раскол который произошел накануне Первого...