СОДЕРЖАНИЕ  КУРСОВОЙ РАБОТЫ 
 

Введение 3

1. Задание 5

3. Подготовка исходной информации для расчетов установившихся и переходных режимов 8

4. Расчет установившегося доаварийного режима ЭЭС и оценка его статической устойчивости 10

  4.1. Расчет доаварийного режима 10

  4.2. Определение запаса статической устойчивости доаварийного режима 11

5. Выбор управляющих воздействий АПНУ с целъю сохранения статической устойчивости ЭЭС в послеаварийном режиме 12

  5.1. Определение запаса статической устойчивости ПАР 14

  5.2. Определение места приложения и вида УВ 15

  5.3. Дозировка УВ 15

6. Выбор управляющих воздействий АПНУ с целью сохранения динамической устойчивости ЭЭС при заданном возмущении 16

  6.1. Моделирование возмущающего воздействия 17

  6.2. Оценка динамической устойчивости без ПА 17

  6.3. Определение места приложения и вида УВ 18

  6.4. Дозировка УВ 19

7. Выбор АЛАР 20

  7.1. Выявление сечении, по которым возможен асинхронный резким 21

  7.2. Выбор способа ликвидации асинхронных режимов 22

8. Определение параметров срабатывания пусковых органов ПА 24

Библиографический список 28

Введение

   Тема  курсовой работы «Определение параметров системы противоаварийного управления ЭЭС». Выполнение данной курсовой работы призвано способствовать углублению и закреплению знаний студентов в области противоаварийного управления ЭЭС, а также развитию и навыков самостоятельной творческой работы, выполнения инженерных расчетов на ЭВМ с использованием промышленных программ.

    В процессе выполнении курсовой работы должны освоить один из современных программных комплексов, применяемых в проектных и эксплуатационных организациях страны (МУСТАНГ, СДО-5, КУ-ОС), ознакомиться с методикой выбора управляющих воздействий противоаварийной автоматики (ПА), применить полученные знания на практике. Особенностью курсовой работы является то, что все вопросы решаются по итогам анализа результатов моделирования и расчётов многочисленных установившихся и переходных режимов ЭЭС на ПЭВМ. Ядром данной работы является решение одной из главных задач противоаварийного управления - выбор управляющих воздействий (УВ) ПА.

     Вопросы по выбору УВ требуется решать как при проектировании, так и при эксплуатации ЭЭС. Важность правильного их решения объясняется тем, что ошибки в выборе УВ могут привести к тяжёлым последствиям вследствие развития системных аварий при недостаточных УВ или повлечь значительный материальный ущерб при неоправданно избыточных УВ, например отключениях нагрузок.

В результате выполнении курсовой работы должны быть определены управляющие воздействия для основного вида ПА -автоматического предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ), а также решены главные задачи по выбору автоматики ликвидации асинхронных режимов (АЛАР). При этом должны быть рассмотрены основные виды управляющих воздействий: кратковременная разгрузка турбин (КРТ), ограничение мощности паровых турбин (ОМ), отключение генераторов (ОГ), отключение нагрузки (ОН), форсировка возбуждения генераторов (ФВ), деление ЭЭС (ДС). В общем случае задача УВ разделяется на две последовательно решаемые подзадачи:

•  выбор  вида УВ и места их приложения в  схеме ЭЭС;

• выбор необходимой дозировки УВ,

       В настоящее время в практике проектирования широко применяется способ определения УВ на основе проведения многочисленных предварительных расчётов электромеханических переходных процессов при различном сочетании параметров схемы, режимов, возмущений и УВ. Это требует выполнения в общем случае весьма большого количества расчётов на ПЭВМ. В связи с этим предполагается реализация принципа коллективного выполнения данной работы. Каждый студент решает лишь фрагмент общей задачи по выбору УВ, рассматривая один исходный режим, один послеаварийный режим, один вид аварии, одно сечение для выбора АЛАР.

      Курсовая работа оформляется в виде расчётно-пояснительной записки и графической части, Записка (объемом порядка 30 страниц рукописного текста) состоит из восьми разделов. В каждом из них должны быть сформулированы задачи, пояснена методика, дано решение поставленных задач и сделаны обоснованные выводы. В записку необходимо включить все распечатки с результатами расчётов на ЭВМ.

        Графическая часть работы выполняется на отдельных листах и включается в состав пояснительной записки: схема ЭЭС, расчётная схема, характеристика мощности при утяжелении режима, схема расстановки устройств ПА, схема отдельных устройств комплексов АПНУ, АЛАР. 

1. Задание

1. Схема электрических  сетей ЭЭС с параметрами основного  оборудования приведена на рисунке 1.
2. Параметры синхронных генераторов, возбудителей, характеристики систем возбуждения и регулирования скорости приведены в /1/.

             Таблица 1 – Задание к курсовой работе (вариант 6556)

3. Схема послеаварийного  режима для выбора управляющих воздействий  с целью предотвращения статической  устойчивости определяется отключенной линии 330 кВ ПС З – ПС М.

4. В качестве возмущения при выборе управляющих  воздействий с целью предотвращения нарушения динамической устойчивости задано: 3ф КЗ длительностью 0,14 с на линии 330 кВ ПС З – ПС М (узел 15) и отключение данной линии с отключением КЗ.

5)  Условия для выбора АЛАР:

       а) в качестве возмущающего воздействия  рассматривается охарактеризованное выше КЗ и отключение линии;

       б) максимальная допустимая длительность асинхронного режима в ЭЭС равна 20 с. 
 
 

    Расчетная схема ЭЭС составляется по известным из курса «Электрические системы и сети» правилам, так как она используется для обычных расчетов установившихся режимов.

    Выполнение  расчетов

    На  рисунке 2 представлена расчётная схема для рассматриваемой ЭЭС, схема которой дана на рисунке 1. На расчётной схеме приведены основные параметры схем замещения элементов ЭЭС. 
 

3. Подготовка исходной информации для расчетов установившихся и переходных режимов

    Необходимые для расчетов установившихся и переходных режимов исходные данные готовятся в соответствии с требованиями применяемых для ЭВМ программ.

    Выполнение  расчетов

    В соответствии с требованиями комплекса  «МУСТАНГ» /2/ подготовлены исходные данные для расчётов установившихся и переходных режимов.

    Информация об узлах (таблица 2).

    КОД – признаки фиксации напряжения, угла, активной и реактивной генерируемой мощности в узле; задается одним числом, в котором «1» – означает фиксации данного параметра, «0» – данный параметр свободен.

    Р_наг – активная нагрузка узла, МВт ;

    Q_наг – реактивная нагрузка узла, Мвар;

    U_ном– номинальное напряжение, кВ ;

    Р_г – мощность генерации узла, МВт;

    Q_г – реактивная мощность генерации узла, Мвар;

    В_ш – реактивная проводимость шунта в узле, мкСм. 

              Таблица 2 – Информация об узлах

    Информация  о ветвях (таблица 3).

    I, J – номера узлов, ограничивающих ветвь; если ветвь содержит трансформатор, то его параметры должны быть приведены к напряжению узла I, а коэффициент трансформации задается отношением U_I/U_J.

    R, X – продольное активное и реактивное сопротивления ветви, Ом.

    B_I,J – поперечная емкостная проводимость, мкСм.

    К_А – продольная составляющая комплексного коэффициента трансформации. 

                  Таблица 3 – Информация о ветвях

4. Расчет установившегося доаварийного режима ЭЭС и оценка его статической устойчивости

4.1. Расчет доаварийного режима

    Первым  расчетов на ЭВМ должен быть расчет заданного нормального режима. Это  может быть выполнено либо путем  ввода в ЭВМ всех исходных данных, либо путем вызова из памяти ЭВМ записанного ранее базового режима и внесения в него требуемых (в соответствии с номером варианта) изменений. Результата расчета нормального режима необходимо проанализировать, оценив уровни напряжения в узлах, потери мощности в элементах и в сети в целом, а на расчетную схему нанести потока распределение.

    Выполнение  расчетов

    Для расчета нормального установившегося режима с помощью директивы   РЕЖИМ из памяти ЭВМ вызывается исходный режим и выполняется его расчет.

Некоторые параметры его, а именно   потоки мощностей, наносим на расчетную  схему (рисунок 3).

                     Таблица 4 – Результаты расчёта доаварийного режима 

4.2. Определение запаса статической устойчивости доаварийного режима

    В курсовом проекте исследуется апериодическая устойчивость, поэтому можно использовать практический критерий статической  устойчивости

    При этом устойчивость оценивается по критерию сходимости итерационного процесса при расчете установившегося режима ЭЭС (изменение знака якобиана уравнений установившегося режима).

    Используется  тот факт, что свободный член характеристического уравнения и якобиан уравнений установившегося режима обращаются в нуль при одинаковых условиях (одновременно). Таким образом, для нахождения предела статической устойчивости используется метод последовательного утяжеления режима, приводящего к увеличению загрузки исследуемых связей.

    Рассчитывается  серия последовательно утяжелённых  установившихся режимов: Р₀, Р₁, Р₂, … , Р_i, где  Р_i – поток мощности в рассматриваемом сечении (по рассматриваемой связи). Тот режим, расчёт которого не осуществляется (итерационный процесс не сходится), является предельным по условиям статической устойчивости. Его параметры используются для дальнейшего анализа. В частности Р_пр=Р_к.

    Применяются разные способы утяжеления: путём  перераспределения генерируемых мощностей, за счёт изменения нагрузок, путём изменения ЭДС и напряжений. По данным исходного и предельного режимов определяется коэффициент запаса статической устойчивости

    где Р_Δ – нерегулируемые колебания потока мощности.

    В курсовом проекте величина Р_Δ определяется приближённо: Р_Δ=0,02·Р_пр.

    Найденный коэффициент запаса сравнивается с нормированным. Для нормальных режимов нормированный коэффициент запаса статической устойчивости равен 0,2. Если К_с оказывается меньше нормированного, то делается вывод о необходимости улучшения режима с целью увеличения коэффициента запаса статической устойчивости.

    Выполнение  расчетов

    В качестве способа утяжеления выбираем: увеличение нагрузки в узле 17 и увеличение генерации в узле 16. Шаг утяжеления принимаем: для активной мощности 10 МВт. Для определения предела передаваемой по связи 15-17 мощности организуем полуавтоматический расчёт серии последовательно утяжеляемых установившихся режимов: 

Таблица 5 – Исходные данные по сечению до аварийного режима.

Таблица 6 – Данные по сечению рассчитанные методом утяжеления режима.

   Определяем коэффициент запаса статической устойчивости доаварийного режима: 

    Коэффициент запаса больше нормативного (0,207>0,2), поэтому ни каких мероприятий по улучшению режима не  требуется.

5. Выбор управляющих воздействий АПНУ с целъю сохранения статической устойчивости ЭЭС в послеаварийном режиме

    Вид послеаварийного режима и исследуемое  сечение принимается в соответствии с заданием.

    Наиболее  типичными причинами возникновения напряженных послеаварийных режимов является:

1. большой рост нагрузки в дефицитной части ЭЭС;
2. сброс генерирующей мощности по какой-либо причине в дефицитной части ЭЭС;
3. отключение одной или нескольких шунтирующих связей (в том числе  параллельных цепей ЛЭП).

    В результате рассматриваемая связь  перегружается, что приводит к опасности  нарушения статической устойчивости. Необходимо выбрать такие УВ, минимально превышающие необходимые, чтобы обеспечивался нормальный запас статической устойчивости. Для этого требуется решить ряд задач.

    Некоторые параметры послеаварийного режима, а именно   потоки мощностей, наносим на расчетную схему (рисунок 4) 

                  Таблица 7 – Результаты расчета послеаварийный режим