Расчет динамической устойчивости электропередачи
Федеральное государственное
высшего профессионального образования
«Саратовский Государственный Технический Университет
им. Ю. А. Гагарина»
Кафедра: Электроснабжение Промышленных Предприятий
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Расчет динамической устойчивости электропередачи.
Выполнила: студентка
группы ЭПП-41
Ханзярова Л.М-М.
Проверила: к.т.н.
Вдовина.О.В.
Саратов 2011
Содержание:
- Реферат……………………………………………………………
………3 - Система электроснабжения……………………………………
………...4 - Исходные данные………………………………………………………...
4 - Расчет нормального режима…………………………………………….5
- Расчет аварийного режима (двухфазного КЗ на землю)………………7
- Расчет послеаварийного режима……………………………………….11
- Определение предельного угла отключения КЗ и время его достижения……………………………………………………
…………12 - Используемая литература………………………………………………14
I. Реферат:
В данной курсовой работе на основании исходных данных рассчитаны параметры схемы замещения для нормального (исходного) режима, аварийного (при двухфазном КЗ на землю) и послеаварийного (при отключении одной из цепей ЛЭП) режимов в относительных единицах с точным приведением. Методом преобразования определены собственные и взаимная проводимости в схемах замещения для нормального и послеаварийного режимов. Методом единичных токов определены собственные и взаимная проводимости в схеме замещения для аварийного режима. Так как по заданию имеются две генераторные станции, то определены относительные ускорения между роторами генераторов обеих станций для всех трех режимов и по полученным результатам построена зависимость относительного ускорения от относительного угла между ЭДС обеих станций. Методом площадей определен угол максимального расхождения роторов генераторов и методом последовательных интервалов определено время достижения этого угла.
II. Система электроснабжения:
Г1
Т1
Н
ВЛ
Т2
Г2
Рис.1
III. Исходные данные:
Генераторы Г1:
Г2:
Трансформаторы – обмотки соединены по схеме треугольник/звезда с нулём;
Т1:
Т2:
Линия:
Трос – хорошо проводящий, стальной;
Нагрузка Н:
Передаваемая мощность:
IV. Расчет нормального режима.
Расчет произведем в относительных единицах с точным приведением. За базисные величины принимаем:
Составим
схему замещения для
Рис.2.Схема замещения нормального режима.
Активные и реактивные мощности, потребляемые нагрузкой со стороны станции Г1:
Активные и реактивные мощности, потребляемые нагрузкой со стороны станции Г2:
,где
Сопротивления элементов передачи:
Сопротивление нагрузки:
Постоянные инерции генераторов:
Суммарное сопротивление между шинами генераторов Г1 и Г2 и нагрузкой:
ЭДС генераторов станций Г1 и Г2:
Углы сдвига фаз и относительно напряжения :
Угол сдвига фаз между и :
Собственные и взаимные проводимости схемы нормального режима будут равны:
V. Расчет аварийного режима.
В аварийном режиме в место КЗ включается шунт, величина которого для двухфазного КЗ на землю равна:
.
Составим схему замещения обратной последовательности и определим .
Рис.3Схема замещения обратной последовательности.
Определяем сопротивления элементов схемы замещения обратной последовательности, причем, изменяются только параметры генераторов и нагрузки:
сопротивление нагрузки:
Преобразуем схему:
Составим
схему замещения нулевой
Рис.4.Схема замещения нулевой последовательности.
В этой схеме меняется сопротивление линии:
Составим схему замещения аварийного режима, она отличается от схемы нормального режима тем, что в место КЗ включен шунт, величина которого для равна:
.
Составим схему замещения аварийного режима (рис.5).
Преобразуем схему:
Методом единичных токов определим собственные и взаимные сопротивления и проводимости.
Рис.5.Схема замещения аварийного режима.
Примем, что по сопротивлению протекает ток, равный единице:
;
напряжение в точке а:
;
ток в сопротивлении шунта:
;
ток в сопротивлении :
;
падение напряжения в сопротивлении :
;
напряжение в точке в:
;
ток в сопротивлении нагрузки :
;
ток от генераторов Г1:
;
падение напряжения в сопротивлении :
;
ЭДС генераторов
Г1, создающая найденное
;
собственное сопротивление схемы аварийного режима относительно станции Г1:
собственная проводимость схемы аварийного режима относительно станции Г1:
;
дополнительный угол:
;
взаимное сопротивление схемы аварийного режима:
;
взаимная проводимость схемы аварийного режима:
;
дополнительный угол:
.
Аналогично проводим расчеты для определения :
примем, что по сопротивлению протекает ток, равный единице:
;
напряжение в точке в:
;
ток в сопротивлении нагрузки :
;
ток в сопротивлении :
;
падение напряжения в сопротивлении :
;
напряжение в точке а:
;
ток в сопротивлении шунта:
;
ток в сопротивлении :
;
падение напряжения в сопротивлении :
;
ЭДС генераторов Г2:
;
собственное сопротивление схемы аварийного режима относительно станции Г2:
собственная проводимость схемы аварийного режима относительно станции Г2:
;
дополнительный угол:
.
VI. Расчет послеаварийного режима.
В послеаварийном режиме отключается поврежденная цепь ВЛ, при этом сопротивление ВЛ увеличится в два раза, остальные сопротивления не изменяются.
Рис.6.Схема замещения послеаварийного режима.
Собственные
и взаимные проводимости в послеаварийном
режиме определим так же, как и
для схемы замещения, составленной
для расчета нормального
- Определение предельного угла отключения КЗ и время его достижения.
Характеристики мощности станций Г1 и Г2 в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах определяют по формулам:
нормальный режим:
аварийный режим:
послеаварийный режим:
Относительное ускорение между роторами генераторов в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах определяется по формуле:
,где
.
В качестве примера рассмотрим нормальный режим при угле :
рассмотрим так же аварийный режим при угле :
Аналогично проведем расчеты для всех трех режимов при изменении угла от до , результаты сводим в таблицу 1.
Таблица 1
парам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,о.е. |
-0,177 |
-0,001 |
0,150 |
0,452 |
0,647 |
0,684 |
0,552 |
0,287 |
,о.е. |
0,153 |
-0,004 |
-0,112 |
-0,244 |
-0,207 |
-0,012 |
0,290 |
0,617 |
|
-790,818 |
-1,765 |
661,946 |
1942,746 |
2708,394 |
2753,735 |
2066,619 |
831,159 |
,о.е. |
0,205 |
0,236 |
0,262 |
0,310 |
0,336 |
0,333 |
0,302 |
0,251 |
,о.е. |
0,582 |
0,553 |
0,531 |
0,500 |
0,497 |
0,523 |
0,571 |
0,628 |
|
-179,450 |
-38,808 |
75,476 |
283,521 |
388,938 |
363,481 |
213,972 |
-19,529 |
,о.е. |
-0,185 |
-0,071 |
0,028 |
0,231 |
0,368 |
0,404 |
0,328 |
0,161 |
,о.е. |
0,340 |
0,240 |
0,173 |
0,097 |
0,133 |
0,270 |
0,473 |
0,686 |
|
-922,071 |
-411,854 |
22,407 |
876,266 |
1410,714 |
1482,548 |
1072,518 |
290,493 |
По полученным результатам построим график (рис.7).
По правилу площадей (когда площади положительного и отрицательного относительного ускорения будут равны друг другу . определим максимальное значение угла расхождения роторов генераторов .
Методом последовательных интервалов определим время достижения этого угла.
Примем временной интервал и определим приращение угла в первом интервале времени:
,
тогда величина угла в конце первого интервала будет равна:
,
для второго интервала:
аналогично произведем расчет для других интервалов, пока угол не достигнет своего максимального значения, результаты расчетов сводим в таблицу 2.
Таблица 2
t, сек |
|
|
|
|
0 |
0,000 |
-16,34 |
-138,800 |
0,05 |
0,170 |
-17,090 |
-126,480 |
0,1 |
0,480 |
-17,84 |
-114,160 |
0,15 |
0,790 |
-18,590 |
-101,840 |
0,2 |
1,100 |
-19,34 |
-80,670 |
0,25 |
1,410 |
-20,090 |
-59,500 |
0,3 |
1,720 |
-23,04 |
-38,330 |
0,35 |
2,030 |
-25,990 |
-17,160 |
0,4 |
2,031 |
-28,94 |
1,768 |
0,45 |
2,031 |
-31,890 |
20,696 |
Таким образом,
получаем уточненное значение максимального
угла расхождения роторов
Рис.7.Зависимость
VIII. Используемая литература.
- Веников, В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М.: Высшая школа, 1978.
- Переходные процессы электрических систем в примерах и иллюстрациях./Под редакцией В.А.Веникова. М.: Энергия,1967.
- Жданов, П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. М.: Энергия, 1979.
- Расчет динамической устойчивости электрической системы: методические указания./Составил Серебряков В.Н. Саратов: СГТУ, 2005.
