- •Статическая устойчивость
- •2. Динамическая устойчивость
- •Угловая характеристика мощности генератора для нормального режима определяется выражением
- •Схему замещения, показанную на рис. 2.5,а, можно последовательно преобразовать из звезды (рис.2.5,б) в треугольник (рис.2.5,в), в котором
- •3. Результирующая устойчивость
- •4. Практические критерии и методы расчёта устойчивости систем электроснабжения
- •4.1. Анализ статической устойчивости
- •4.1.1. Схема электроснабжения «эквивалентный генератор –
- •4.1.2. Схема с двусторонним питанием нагрузки
- •4.2. Исследование статической устойчивости методом малых колебаний.
- •4.2.1. Нерегулируемая система, рассмотренная без учёта электромагнитных переходных процессов.
- •4.2.2. Математические критерии устойчивости
- •5. Приближенные методы анализа динамической устойчивости
- •6.1. Оценка статической устойчивости.
- •6.2. Оценка динамической устойчивости
- •Асинхронный режим. Оценка результирующей устойчивости
- •6.3.1.Задачи, возникающие при исследовании асинхронных режимов
- •Выпадение из синхронизма, Асинхронный ход и ресинхронизация
- •7. Устойчивость узлов нагрузки Общая характеристика проблемы
- •7.1. Представление нагрузки при расчёте устойчивости сэс
- •7.2 Устойчивость узлов нагрузки при слабых возмущениях
- •7.2.1.Расчётные модели узлов нагрузки
- •7.2.2. Статическая устойчивость асинхронных двигателей
- •7.2.3. Статическая устойчивость синхронных двигателей
- •Устойчивость узла нагрузки, присоединённого к центру питания через общее сопротивление
- •7.2.5. Влияние компенсации реактивной мощности на устойчивость узла нагрузки
- •8.2. Переходный процесс в узле нагрузки при пуске асинхронного двигателя
- •8.3. Переходный процесс в узле нагрузки при пуске синхронного двигателя
- •8.4. Самозапуск асинхронных и синхронных двигателей
- •Самозапуск синхронных двигателей
- •8.5. Самовозбуждение асинхронных двигателей во время пуска при применении последовательной ёмкостной компенсации в сети
- •9. Примеры и задачи
- •9.1. Статическая устойчивость ээс Задача 1
- •9.2 Динамическая устойчивость ээс Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Задача 6
- •Задача 7
- •Контрольные вопросы
- •Темы рефератов
- •9.3. Устойчивость узлов нагрузки при слабых возмущениях Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •9.4. Устойчивость узлов нагрузки при сильных возмущениях. Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Контрольные вопросы
- •Темы рефератов
- •Библиографический список
Задача 2
Промышленное предприятие снабжается электрической энергией от энергетической системы по двум ЛЭП через трансформаторы Т1 и Т2 (рис.9.29.а). К каждой секции шин, соединенных между собой нормально разомкнутым включателем Q1, присоединены синхронные двигатели привода турбокомпрессоров номинальной мощностью 6 и 2 по 3,5 МВт. Нагрузка остальных электроприемников одной секции равна 10 МВА при . Кратности моментов сопротивления турбокомпрессоров, асинхронных моментов и пусковых токов двигателей в зависимости от скольжения s приведены в табл. 9.4. Маховые моменты турбокомпрессоров равны 0,5 и 0,356 для двигателей мощностью 3,5 МВт, 1 и 1,3 для 6 кВт. Мощность энергетической системы составляет 670 МВА. Схема замещения узла нагрузки представлена на рис.9.29.б.
Проверить возможность группового самозапуска трех двигателей с турбокомпрессорами при отключении одной секции шин и автоматическом ее включении через 4 секунды секционным выключателем. Правильно ли выбраны реакторы, если при пуске двигателя напряжение на шинах должно быть не ниже 85 %, а напряжение на зажимах пускаемого двигателя – не выше 85% номинальных значений?
Рис.9.29.Расчетная схема и схема замещения
Таблица 9.7. Параметры элементов схемы
Элементы схемы |
Обозн. параметра |
Скольжение, s |
|||||||
1 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
0,1 |
0,05 |
0 |
||
Турбокомпрессор |
|
0,05 |
0,08 |
0,16 |
0,3 |
0,5 |
0,62 |
0,69 |
0,75 |
Синхронный двигатель 3,5 МВт |
|
2 |
2,35 |
2,35 |
2,26 |
1,98 |
1,6 |
1,2 |
-- |
7,75 |
7,4 |
6,69 |
6,35 |
5,35 |
4,35 |
3,4 |
-- |
||
Синхронный двигатель, 6 МВт |
|
2,27 |
2,24 |
2,2 |
2,4 |
1,88 |
1,69 |
1,47 |
-- |
8,3 |
7,7 |
7,05 |
6,47 |
5,7 |
5,2 |
4,73 |
-- |
Решение: механические постоянные двигателей с турбокомпрессорами:
,
где - маховой момент.
Эквивалентный момент сопротивления трех самозапускаемых агрегатов
;
,
где =0,75 – коэффициент загрузки до подачи напряжения на секцию.
Эквивалентная механическая постоянная времени
;
.
Скольжение, до которого затормозятся агрегаты при перерыве в электроснабжении :
; .
Реактивные сопротивления элементов схемы, отнесенные к напряжению 6 кВ и мощности 100 МВА:
системы и трансформатора
; .
;
реактора при и базисном токе 9,2 кА
; ;
сдвоенного реактора
;
двигателей
;
,
где 7,75 – кратность пускового тока (табл.9.4.); 4,03 – номинальная мощность.
,
где 8,3 – кратность пускового тока, а 6,9 - номинальная мощность.
Реактивная нагрузка остальных электроприемников
;
,
где , при
Проверка возможности пуска двигателя мощностью 3,5 МВт:
сопротивление двигателя с реактором
;
эквивалентное сопротивление двигателя с реактором и нагрузки
; ;
напряжения на шинах подстанции и на зажимах двигателя
; :
; ;
момент двигателя при пуске
; ,
где - кратность асинхронного момента двигателя (табл.9.7.)
при , что значительно больше момента сопротивления турбокомпрессора.
Проверка возможности пуска двигателя мощностью 6МВт.
Параметры сдвоенного реактора, отнесенные к базисным значениям ; - коэффициент связи между ветвями реактора;
отношения токов в обоих плечах реактора при пуске двигателя
;
сопротивления ветвей сдвоенного реактора
результирующее сопротивление сдвоенного реактора при пуске двигателя
;
напряжение на шинах при пуске двигателя
; ;
напряжение на зажимах двигателя
; .
Пусковой момент при этом напряжении
; ,
где - кратность асинхронного момента двигателя (табл.9.4.)
при , что значительно больше момента сопротивления турбокомпрессора.
Напряжение на зажимах электроприемников, присоединенных ко второй ветви реактора:
; .
Проверка возможности выпадения двигателя мощностью 3,5МВт из синхронизма и вхождения в синхронизм.
Время, в течение которого двигатель не выпадает из синхронизма:
;
,
где - максимальный электромагнитный момент; - кратность момента сопротивления турбокомпрессора (табл.9.4.).
При отсутствии питающего напряжения в течение 4 с двигатель выпадает из синхронизма, и при самозапуске потребуется его ресинхронизация.
Среднее критическое скольжение, с которым будет обеспечено вхождение двигателя в синхронизм после подачи напряжения возбуждения под действием входного момента:
; ,
где - кратность тока возбуждения при ресинхронизации.
Проверка возможности самозапуска при групповом выбеге трех двигателей с турбокомпрессорами до скольжения :
сопротивление двигателей при этом скольжении:
; ;
; ;
сопротивление двигателей с реакторами
;
; .
Нагрузка второй ветви реактора при самозапуске двигателя мощностью 6 МВт отключается.
Эквивалентное сопротивление самозапускаемых двигателей
; ,
где и - количество двигателей мощностью 3,5 и 6 МВт.
Сопротивление нагрузки второй секции шин (нагрузка равна 25 МВА, а )
; .
Эквивалентное сопротивление самозапускаемых двигателей первой секции шин и нагрузки второй секции
; .
Напряжения на шинах и зажимах двигателей
; ;
; ;
; .
Избыточные моменты в начале самозапуска
;
.
По этим данным, а также аналогичным данным, полученным для двигателя мощностью 6 МВт при ; 0,1; 0,05, на рис.9.30. построена зависимость избыточного момента двигателя от скольжения.
Из рисунка следует, что избыточный момент двигателя при всех значениях скольжения положителен. Поэтому групповой самозапуск при коэффициенте загрузки двигателей и при отсутствии питающего напряжения в течение 4 с возможен.
Рис. 9.30. Зависимость mизб от s
Длительность самозапуска двигателя мощностью 6 МВт на основании рис.9.30:
.