Электромеханические переходные процессы и устойчивость электрических систем
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
°емой мощности:
Рассчитываем коэффициент запаса по мощности и углу:
Анализируя угловые характеристики мощности генераторов с АРВ и без АРВ, можно сделать вывод, что применение устройств АРВ значительно увеличивает предел передаваемой мощности за счет регулирования тока возбуждения синхронной машины. Увеличение запаса по мощности увеличивает способность электрической системы сохранить устойчивость при малых возмущениях.
2.5 Анализ зависимостей
Определяем сопротивление нагрузки:
Определяем сопротивление системы:
Характеристики мощности рассчитываем по формуле:
Изменяя значение от 10 до 85 и подставляя в формулу, находим следующие значения мощности:
Коэффициент запаса статической устойчивости:
011111010,9851306,7711,2721520,9662301,4521,2332030,943297,2431,242540,9064293,5741,1753050,8665290,5651,1563560,8196288,6161,1474070,7667287,2971,1384580,7078286,6181,1295090,6439287,0591,131055100,57410288,41101,141160110,511290,44111,151265120,42312293,36121,171370130,34213297,16131,21475140,25914301,54141,231580150,17415306,6151,271685160,08716312,1161,31
Строим графики зависимостей (рисунок 5) и (рисунок 6).
Рисунок 5. График зависимости
Рисунок 6. График зависимости
3. Определение предельного времени отключения короткого замыкания в точке К1
Под динамической устойчивостью понимают способность системы возвращаться после временного приложения больших возмущений к такому установившемуся режиму, при котором значения параметров режима в её узловых точках близки к нормальным значениям.
Расчеты динамической устойчивости имеют целью определить предельное время отключения короткого замыкания, а также временные уставки релейной защиты. Кроме того, определяется предельная передаваемая мощность по линии согласно условиям динамической устойчивости.
Для расчета динамической устойчивости необходимо определить три режима: нормальный, аварийный и послеаварийный.
3.1 Нормальный режим
Схема замещения представлена на рисунке 7.
Суммарное сопротивление системы от генератора Г1 до шин нагрузки:
Синхронная ЭДС:
Угол сдвига фаз между ЭДС и напряжением:
Предел передаваемой мощности в нормальном режиме:
3.2 Аварийный режим
3.2.1 Трехфазное короткое замыкание
Схема замещения представлена на рисунке 8:
В точке К1 включено шунтирующее сопротивление КЗ , состоящее из суммарных сопротивлений и обратной и нулевой последовательностей.
Суммарное сопротивление системы:
Так как трехфазное КЗ является симметричным, то обратная и нулевая последовательности отсутствуют. Поэтому формула примет вид:
Сопротивления и находим по аналогичным выражениям преобразования звезды в треугольник, но они не влияют на значение мощности генератора в аварийном режиме и поэтому мы их не учитываем.
Предельная мощность аварийного режима:
3.2.2 Двухфазное короткое замыкание на землю
При двухфазном коротком замыкании на землю необходимо составить и рассчитать схемы прямой, обратной и нулевой последовательности.
В точке К1 включено шунтирующее сопротивление КЗ , состоящее из суммарных сопротивлений и обратной и нулевой последовательностей.
Суммарное сопротивление системы:
Прямая последовательность рассчитывается также как и при трехфазном коротком замыкании:
Рассчитываем схему замещения обратной последовательности:
Схема замещения представлена на рисунке 9:
Рисунок 9
Рассчитываем схему замещения нулевой последовательности:
Схема замещения нулевой последовательности
Рисунок 10
Определяем шунтирующее сопротивление:
Предельная мощность аварийного режима:
3.3 Послеаварийный режим
В послеаварийном режиме происходит отключение одной линии.
Схема замещения послеаварийного режима показана на рисунке 11
Рисунок 11
Суммарное сопротивление всей системы:
Предельная мощность послеаварийного режима:
3.4 Определение предельного времени отключения КЗ
Находим предельный угол отключения трехфазного КЗ:
Предельное время отключения при трехфазном КЗ:
Находим предельный угол отключения двухфазного КЗ на землю:
Предельный угол отключения при двухфазном КЗ на землю:
4. Анализ статической устойчивости по критерию Гурвица
Для решения данной задачи составляем схему замещения:
Определяем фиктивную ЭДС генератора приведенную к напряжению 119 кВ:
Определим угол поворота ротора генератора относительно синхронно вращающейся оси. Принимаем начальную фазу напряжения высокой стороны трансформатора Т1
Тогда
Из ранее проведенных расчетов
Чтобы провести анализ статической устойчивости генератора, работающего на шины неизменного напряжения, требуется линеаризация уравнения электромеханических и электромагнитных пер