скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электрических станций
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Методические указания к лабораторным работам
Дисц. “Переходные процессы в электрических системах”, ч. II
Спец.1001, 1002, 1004, 4 курс, д/о, з/о
Киров 1998 Лабораторная работа № 1
“ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ^
Цель работы Исследование влияния на статическую устойчивость простейшей электрической системы параметров ее элементов и законов регулирования возбуждения генераторов. Необходимость анализа статической устойчивости электрических систем возникает на различных стадиях процесса их проектирования и в ходе их эксплуатации. В результате анализа уточняется пропускная способность линий электропередачи, оцениваются величины коэффициентов запаса статической устойчивости в нормальных и послеаварийных режимах.
^ Ознакомиться с программой работы и методическими указаниями к ней. В соответствии с заданным вариантом исходных данных выполнить расчет параметров системы и параметров режима для случая простейшей электроэнергетической системы (рис. 1.2). Расчет выполнить в относительных единицах. Пункты 1 и 2 выполняются при подготовке к работе вручную. Выполнить расчет параметров системы и параметров режима на компьютере. Сравнить результаты этого расчета согласно предыдущему пункту. При значительном отличии сравниваемых результатов выяснить причины и устранить ошибки ручного счета. Для рассматриваемой простейшей системы провести расчет на компьютере характеристик мощности и коэффициентов запаса статической устойчивости для различных законов регулирования возбуждения генератора: а) генератор не имеет автоматического регулятора возбуждения (АРВ); б) генератор снабжен АРВ пропорционального действия; в) генератор снабжен АРВ сильного действия. 5. Выполнить расчеты по п. 4 при изменении одного параметра, при этом остальные параметры остаются неизменными согласно варианту задания: а) принять напряжение в соответствии с классификацией напряжений 35, 110, 220, 330 и 500 кВ; б) изменить длину линии от 50 до 300% от заданной с интервалами 50%; в) изменить активную и реактивную мощности, выдаваемые в систему в пределах от 50 до 150% от заданных. Мощности изменяются величинами, равными мощности одного генератора. Выполнить анализ полученных коэффициентов запаса статической устойчивости, определить влияние законов регулирования возбуждения, величин передаваемой мощности, параметров линии и системы на величину коэффициентов запаса. На основании приведенного анализа дать рекомендации по обоснованию принимаемого режима для различных типов АРВ исходя из нормативных коэффициентов запаса. Ответить на контрольные вопросы к лабораторной работе.
^ Привести принципиальную схему системы с указанием технических характеристик оборудования и схему замещения с указанием рассчитанных электромагнитных параметров элементов системы и параметров режима в относительных единицах. Дать таблицы с результатами расчетов на компьютере коэффициентов запаса устойчивости при различных параметрах электропередачи, величинах передаваемой мощности и различных АРВ. Привести графические зависимости коэффициентов запаса статической устойчивости в функции параметров линий, мощности, выдаваемой в систему при различных законах регулирования возбуждения. Привести чертеж векторной диаграммы для одного из режимов. Сделать выводы по работе и анализ полученных результатов, дать рекомендации по выбору оптимальной схемы системы из условия нормативных коэффициентов запаса статической устойчивости для различных законов регулирования возбуждения генератора.
^ Схема исследуемой системы содержит эквивалентный генератор, повышающий трансформатор, линию электропередачи, понижающий трансформатор и шины приемной системы (рис. 1). Схема замещения приведена на рис. 2. При мощности приемной энергосистемы, значительно превышающей мощность эквивалентного генератора, напряжение может быть принято неизменным по модулю и фазе.  Рис.1. Расчетная схема системы
 Рис. 2. Схема замещения исследуемой системы
При отсутствии на эквивалентном генераторе передающей энергосистемы автоматического регулятора возбуждения (АРВ) этот генератор представляется синхронным индуктивным сопротивлением и приложенной за ним синхронной э.д.с. . При АРВ пропорционального действия (АРВ п. д.) генератор представляют постоянной переходной э.д.с. за продольной переходной реактивностью . АРВ сильного действия (АРВ с. д.) поддерживает постоянство напряжений на шинах генератора или в начале линии. В схеме замещения такой генератор приближенно учитывают поперечной составляющей напряжения на зажимах генератора , при этом . Расчету переходных процессов в электрической системе должен предшествовать расчет электромагнитных параметров элементов схемы системы ( ) в относительных единицах. Кроме того, должен быть выполнен расчет параметров установившегося нормального режима, т. е. Определены токи , фиктивная , синхронная и переходная э.д.с. генератора; угол между поперечной осью ротора q и вектором напряжения системы ; напряжение на зажимах генератора ; активная и реактивная мощности, выдаваемые в систему; мощности турбины .
Расчет параметров производится в относительных единицах За базисные величины принимаем: , где - суммарная максимальная мощность трансформаторов; =1.05 - напряжение линии;
Напряжение на зажимах генератора
где - реактивная мощность генератора в относительных единицах; - индуктивное сопротивление внешней цепи, включающее сопротивление двухцепной линии и двух трансформаторов (рис. 2). - Активная мощность, выдаваемая генератором в сеть при неучете активного сопротивления внешней цепи, принимается равной мощности турбины в исходном режиме
Фазовый угол внешней цепи
3. Фиктивная э.д.с. генератора
где  - синхронное сопротивление генератора по поперечной оси.
4. Внутренний угол генератора
 |
(6) | 5. Продольная и поперечная составляющие токов генератора
Полный ток генератора Синхронная э.д.с. генератора
где - синхронные сопротивления генератора по продольной и поперечной осям. 
Переходная э.д.с. генератора
где - переходное сопротивление генератора.  9. Мощность, выдаваемая генератором в функции угла
Предельная передаваемая мощность по электропередаче
 | (12) |
Значения коэффициентов запаса статической устойчивости вычисляются по формуле:
 | (13) |
где - предел передаваемой мощности по электропередаче (максимум угловой характеристики мощности) при соответствующем законе регулирования возбуждения синхронного генератора (рис. 3), - исходное значение мощности турбины.

Рис. 3. Угловая характеристика мощности генератора и турбины
Методические указания Работа выполняется на компьютере. До начала выполнения работы необходимо изучить инструкцию по работе с персональным компьютером, представленной в приложении к методическим указаниям. Вариант задания на работу принимается по рекомендации преподавателя согласно табл. 1. Расчет электромагнитных параметров производится в относительных единицах, приведенных к базисным условиям. При расчетах коэффициентов запаса статической устойчивости мощность турбины принимается неизменной.
^ Дать определение идеального и действительного предела передаваемой мощности. Какому значению угла соответствует максимум угловой характеристики мощности? Как изменяется напряжение на шинах генератора с увеличением его мощности? Какой вид имеют характеристики при: ? Пояснить влияние параметров генератора и выбранного типа АРВ на зависимость . Чем представляется в схеме замещения генератор без АРВ, с АРВ пропорционального типа и генератор, снабженный АРВ сильного действия? В чем отличие АРВ пропорционального действия от АРВ сильного действия?
Таблица 1 Варианты заданий к работе В а р | Генератор | Тр-р генераторного конца | Линия | Тр-р системного конца | Система | и а н т | , МВт | , о.е. | , кВ | , о.е. | , о.е. | , о.е. | , МВА |
кВ | , % | , кВ | , км | , Ом/км на цепь | , МВА | , кВ | , % | , кВ | , МВт | , Мвар | 1 | 520 | 0,8 | 10,5 | 1,1 | 0,75 | 0,35 | 440 | 10,5 121 | 10,5 | 110 | 130 | 0,4 | 440 | 115 38,5 | 10,5 | 37 | 80 | 26 | 2 | 540 | 0,9 | 10,5 | 1,0 | 0,6 | 0,37 | 380 | 10,5 242 | 13 | 220 | 180 | 0,4 | 463 | 115 38,5 | 13 | 115 | 160 | 32 | 3 | 555 | 0,85 | 10,5 | 0,93 | 0,63 | 0,35 | 360 | 10,5 242 | 14 | 220 | 230 | 0,4 | 463 | 230 121 | 14 | 115 | 220 | 44 | 4 | 5100 | 0,9 | 13,5 | 0,96 | 0,64 | 0,35 | 4125 | 13,3 347 | 14 | 330 | 350 | 0,4 | 4125 | 330 115 | 14 | 115 | 400 | 80 |
Лабораторная работа № 2 ^
Цель работы Исследование электромеханических переходных процессов в электроэнергетической системе при больших возмущениях, вызванных короткими замыканиями на линии электропередачи.
^ Ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе . В соответствии с выданным заданием выполнить расчет параметров элементов системы, параметров режима и параметров шунтов однофазного, двухфазного на землю, двухфазного коротких замыканий. Сопоставить результаты выполненных в п. 2 расчетов с контрольными данными, полученными на ПЭВМ. При большом отличии результатов определить ошибки ручного счета и устранить их. Определить предельное время отключения короткого замыкания при следующих видах нарушений нормального режима работы системы: а) однофазное короткое замыкание; б) двухфазное короткое замыкание; в) двухфазное короткое замыкание на землю; г) трехфазное короткое замыкание. 5. Повторить выполнение п. 4 при изменении одного из параметров элементов системы: а) инерционной постоянной агрегата в пределах
Добавить документ в свой блог или на сайт
|