Электромеханические переходные процессы
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Введение
Переходные процессы возникают в электрических системах как при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных цепей, производство испытаний и пр.), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание, выпадение машины из синхронизма и т.д.).
При любом переходном процессе происходит в той или иной мере изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса между моментом на валу каждой вращающейся машины и электромагнитным моментом.
В результате этого нарушения соответственно изменяются скорости вращения машин, т.е. некоторые машины испытывают торможение, в то время как другие - ускорение. Такое положение существует до тех пор, пока регулирующие устройства не восстановят нормальное состояние, если это вообще осуществимо при изменившихся условиях.
В данной курсовой работе рассматриваются методы расчётов параметров электрической сети при нормальных и аварийных электромеханических переходных процессах, возникающих при изменениях состояния системы.
1. Исходные данные
электромеханический генератор аварийный устойчивость
Тепловая электростанция имеет связь с шинами бесконечной мощности с помощью двухцепной линии электропередачи и автотрансформатора. На связи имеется промежуточный отбор мощности для энергоснабжения района. Схема системы представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 -Схема энергосистемы
Технические характеристики элементов системы:
Генераторы:
Трансформаторы Т:
Автотрансформатор АТ (АОДЦТН-3*167000/500/220):
Линия W (АС-300):
Нагрузка:
2. Расчет параметров исходного установившегося режима работы системы
2.1 Определение параметров схемы замещения
Расчёт производится в относительных единицах, с приведением к одной ступени напряжения с использованием действительных коэффициентов трансформации. За базисную мощность принята номинальная мощность станции:
За основную ступень напряжения принято напряжение на шинах системы:
Базисные напряжения остальных ступеней напряжения определяются по выражению:
,
где - произведение коэффициентов трансформации трансформаторов связывающее ступень напряжения, параметры которой подлежат приведению с основной ступенью напряжения.
Для ступени напряжения 220 кВ:
кВ.
Для ступени напряжения 18 кВ:
кВ.
Реактивные сопротивления генераторов приведённые к базисным условиям.
Синхронное сопротивление по оси d:
о.е.
переходное сопротивление:
о.е.
Реактивное сопротивление трансформатора Т:
о.е.
Для определения реактивных сопротивлений автотрансформатора необходимо определить напряжения короткого замыкания для каждой обмотки по формулам:
% .
% .
о.е.
Так как значение напряжение короткого замыкания обмотки среднего напряжения получилось отрицательным, то реактивное сопротивление этой обмотки принимается равным нулю.
Реактивное сопротивление линии W:
о.е.
Активные сопротивления линий W:
о.е.
Так как , то активные сопротивления ЛЭП в схеме замещения можно не учитывать.
Мощность промежуточного отбора в относительных единицах:
, о.е.
о.е
Мощность станции относительных единицах:
, о.е.
, о.е.
Составленная по вышеприведенным данным схема замещения сети представлена на рисунке 2.
Рисунок 2- Схема замещения сети.
2.2 Расчет параметров режима
Схему замещения сети можно преобразовать в удобный для расчётов вид.
Последовательно соединённые сопротивления преобразуются по выражению:
Тогда,
Схема замещения примет вид:
Рисунок 3 - Преобразованная схема замещения
где о.е.
о.е.
Мощность поступающая к точке нагрузки:
о.е
Мощность в начале линии:
где - зарядная мощность ЛЭП, в данной курсовой работе не учитывается, отсюда:
о.е
Потери реактивной мощности на участке от места приложения нагрузки до системы:
о.е
Мощность выдаваемая в систему:
о.е
Определяется напряжение в узловых точках в сторону генератора:
Угол поворота вектора напряжения в точке подключения к системе:?
При известном напряжении определяется сопротивление нагрузки:
о.е
Определяется напряжение на зажимах генератора:
о.е
Угол поворота вектора напряжения в трансформаторе:
Синхронная ЭДС генератора:
Внутренний угол генератора:
Угол внешней сети (угол между напряжениями на шинах генераторов и системы):
Полный угол электропередачи (угол между синхронной ЭДС генератора и напряжением на шинах системы):
Переходная ЭДС генератора:
Переходный угол генератора:
Суммарный переходной угол:
Поперечная составляющая напряжения на шинах генераторов: