Содержание:

1. РАСЧЕТ УГЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И СТАТИСТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕНЕРАТОРА, РАБОТАЮЩЕГО ЧЕРЕЗ ЛЭП НА ШИНЫ БЕСКОНЕЧНОЙ МОЩНОСТИ. 5

2. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ НАГРУЗКОЙ 12

3. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕНЕРАТОРА МЕТОДОМ ПЛОЩАДЕЙ 14

6. РАСЧЕТ СЛОЖНОЙ АВАРИИ. 24

Литература. 26

1. Расчет угловых характеристик и статистической устойчивости генератора, работающего через лэп на шины бесконечной мощности.

В качестве исходного принимаем режим, обеспечивающий U_Г = U_ГН при заданной величине передаваемой активной мощности Р₀ = 0,8 Р_н

Построим векторные диаграммы этого режима для разных схем замещения генератора.

Оценим запас статистической устойчивости генератора при разных системах АРВ.

Активными сопротивлениями схемы пренебрегаем. Напряжение приемной системы (ШБМ) считаем равным средненоминальному.

Схема замещения приведена на рис.1.1. Параметры ее элементов при S_б=100МВА:

Параметры схемы:

l₁ = 0,2l = 0,2240 = 48 l₂ = 0,4l = 0,4240 = 96 l₃ = 0,6l = 0,6240 = 144

Е_г = 1,00 ( Х.Х.) Е_с = 1,00 Е_СД = 1,10

х_г = х_d  S_б cos_н / P_н = 0,21000,8 / 100 = 0.085

х_т1 = ( U_н% / 100 )  ( S_б / S_н ) = ( 6/100 )  ( 100 / 120 ) = 0,058

х_Л1 = х₀ l₁ S_б / U²_н = 0,4248 (100 / 230² ) = 0,06

х_Л2 = х₀ l₂ S_б / U²_н = 0,4296 (100 / 230² ) = 0,091

х_Л3 = х₀ l₃ S_б / U²_н = 0,42144 (100 / 230² ) = 0,121

х_АТ = ( U_н% / 100 )  ( S_б / S_н ) = ( 6/100 )  ( 100/200 ) = 0,0200

х_сис = S_б / S_кз = 100 / 6000 = 0,01

х_СД = х_d ( S_б / S_Н ) = 0,20  ( 100 / 2 ) = 10

х₁ = ( х_г + х_т1 )/3 = 0,1600+0,0500)/3 = 0,0700

х₂ = х_Л1 / 2 = 0,0380 / 2 = 0,0190

х₃ = х_АТ/2 + х_сис = 0,0167+0,0300/2 = 0,0317

х₄ = х_Л2 / 2 = 0,0760 / 2 = 0,0380

х₅ = х_Л3 = 0,114

х₆ = х_СД / 3 = 10 / 3 = 3,3333

x₇ = x₁ + x₂ = 0.089

x₈ = 0.023

x₉ = x₇ + x₈ + x = 0.06

Внешнее сопротивление берем из расчета курсовой работы за III курс, без учета сопротивления x_d:

В исходном режиме:

передаваемая активная мощность

активная составляющая тока

реактивная составляющая тока (из условия U_Г=1):

режим на зажимах генератора

Результирующие сопротивления по осям:

;

Рис.1.1 Электрическая схема замещения расчетной схемы

Эквивалентная э.д.с. генератора по поперечной оси в исходном режиме:

Э.д.с. холостого хода генератора в этом режиме:

а переходная э.д.с.:

На рис.1.2 построена векторная диаграмма исходного режима для случая замещения генератора параметрами Е_q = 1.41 = const; x_d= x_q=0.255.

Здесь: х_вн = 0.112;

δ = 56^о33';

δ_вн = 20^о97';

δ_Г = δ – δ_вн = 56^о33' – 20^о97' = 35^о36'

I_а = 3,2;

I_p = 0.593;

х_внI = 0.112^.3.25 = 0.365;

На рис.1.3 построена аналогичная векторная диаграмма для случая замещения генератора параметрами Е′'_q =0,878=const; х′'_d =0.028; х_q =0.255. Все токи и их составляющие, напряже­ния и их составляющие, углы здесь также остались неизменны­ми, только эквивалентная э.д.с. генератора:

Расчет угловых характеристик и анализ статистической устойчивости:

2) угловая характеристика при замещении генератора по схеме E_Q=1.41=const; x_d=x_q=0.225 (соответствует замещению реального явнополюсного генератора эквивалентным неявнополюсным):

Таблица 1.1

Таблица расчет угловой характеристики

δ	Р	δ	Р	δ	Р	δ	Р
0о	0	60о	3.33	120о	3.33	180о	0
15о	0.99	75о	3.71	135о	2.72
30о	1.92	90о	3.84	150о	1.92
45о	2.72	105о	3.71	165о	0.99

Угловая характеристика приведена на рис. 1.4. Она синусоидальна, имеет максимум 3.84 при δ=90^о.

Генератор работает с углом δ_о=56^о33’ на восходящей части угловой характеристики. Следовательно, он апериодически устойчив. Запас устойчивости

2) угловая характеристика при замещении генератора по схеме E′'_q=0.878=const; х′'_d=0.028; х_q =0.255 (соответствует генератору с АРВ пропорционального типа):

Угловая характеристика приведена на рис.1.5. За счет явнополюсности генератора в угловой характеристике присутствует вторая гармонического угла, амплитуда которой составляет 0.854 от амплитуды основной гармонической. За счет этого максимум угловой характеристики, незначительно изменившись по величине (7.34 вместо 6.27, т.е. на 15%), смещается в сторону больших углов (на 30%), увеличивая запас статической устойчивости по углу.

Таблица 1.2

Таблица расчета угловой характеристики и ее составляющих

δ	6.27.sinδ	-2.21.sin2δ	Р	δ	6.27.sinδ	-2.21.sin2δ	Р
0о	0	0	0	105о	6.06	1.11	7.17
15о	1.62	-1.11	0.51	120о	5.43	1.91	7.34
30о	3.14	-1.91	1.23	135о	4.43	2.21	6.64
45о	4.43	-2.21	2.22	150о	3.14	1.91	5.05
60о	5.43	-1.91	3.52	165о	1.62	1.11	2.73
75о	6.06	-1.11	4.95	180о	0	0	0
90о	6.27	0	6.27

Генератор работает с углом δ_о=56^о33’ на восходящей части угловой характеристики. Следовательно, он апериодически устойчив. Запас устойчивости

3) угловая характеристика при замещении генератора по схеме U_Г=const (соответствует наличию у генератора АРВ сильного действия):

Таблица 1.3

Таблица расчета угловой характеристики

δ	EQ	P	δ	EQ	P
0о	1	0	100о	2.785	7.47
10о	1.011	0.48	110о	3.261	8.349
20о	1.043	0.97	120о	3.756	8.863
30о	1.101	1.5	130о	4.238	8.846
40о	1.188	2.08	140о	4.676	8.189
50о	1.311	2.74	150о	5.044	6.87
60о	1.479	3.49	160о	5.322	4.96
70о	1.703	4.36	170о	5.495	2.59
80о	1.994	5.35	180о	5.554	0
90о	2.357	6.42

На рис. 1.6 построены зависимости фиктивной э.д.с. E_Q и э.д.с. холостого хода E_q от угла δ. Отмечены значения э.д.с., соответствующие исходному режиму работы (δ₀=56^о33’), режиму работы с предельной э.д.с. E_q = kU_Н = 4 и режиму, соответствующему угловой характеристики (δ_m = 125^о).

На рис.1.7 построена угловая характеристика. Ее максимум имеет место при δ_вн=90_­⁰ и равен

Заштрихованная область соответствует области искусственной устойчивости.

Генератор работает с углом δ₀=56^о33’ на восходящей ветви угловой характеристики. Следовательно, он апериодически устойчив. Запас устойчивости

Условием задачи оговорена максимально возможная э.д.с. генератора E_qm=kU_ГН=4. Таким образом, максимум угловой характеристики реализован быть не может. По достижении угла δ = 110^о э.д.с. генератора достигает максимального значения и при дальнейшем возрастании угла остается неизменной. Поэтому дальнейший ход угловой характеристики подчиняется закону

Таблица 1.4

Таблица расчета этой части угловой характеристики и ее составляющих

δ	0	15	30	45	60	75	90	105	120	135	150	165	180
P	0	2.12	4.1	5.79	7.1	7.92	8.2	7.92	7.1	5.79	4.1	2.12	0

На рис. 1.8 приведена угловая характеристика генератора с АРВ сильного действия с учетом предельной форсировки э.д.с. до E_qm=4. Заштрихованная область (от δ=90^о до δ=110^о) соответствует области искусственной устойчивости.

Запас устойчивости здесь

Таблица 1.5

Таблица сравнения пределов статической устойчивости и ее запасов

при разных системах АРВ генератора

Система регулирования	Схема замещения	Pm Мвт	δm	k3
Без АРВ	Eq=const; xd; xq	384	90	0.2
АРВ пропорционального действия	E'q=const; x'd; xq	734	120	1.29
АРВ сильного действия (k=4)	UГ=const; (Eq<4)	876	125	1.77

Выводы:

Введение пропорционального регулирования резко повышается предел апериодической устойчивости генератора как по мощности, так и по углу. При АРВ сильного действия предел статической устойчивости может быть поднят вплоть до предела пропускной способности внешней схемы.