Московский Энергетический Институт

(Технический Университет)

Типовой расчёт

по курсу

Электромеханические переходные процессы.

Выполнил: Медетов А.Ш.

Группа: Э-08-08

Проверил: Чумачаенко В.В.

Москва 2012г

1.а) Определить предел передаваемой мощности электропередачи (ЭП) и коэффициент запаса статической устойчивости при . Сравнить величины и , вычисленные при учёте и без учёта явнополюсности генератора Г-1. Принять .

Рис. 1. Схема электрической системы

Составим схему замещения электрической системы.

Рис. 2. Схема замещения электрической системы

Расчёт базисных напряжений и мощности

Для упрощения расчёта приведём все параметры схемы замещения к единой ступени напряжения.

За базисную мощность примем:

За базисное напряжение примем напряжение на шинах нагрузки:

Расчёт базисного напряжения на участке II:

Расчёт базисного напряжения на участке I:

Расчёт базисного напряжения на участке IV:

Расчёт базисного напряжения на участке V:

Определение параметров схемы замещения в относительных единицах при базисных условиях

Генератор 1:

Синхронное реактивное сопротивление синхронной машины по продольной оси:

Синхронное реактивное сопротивление синхронной машины по поперечной оси:

Переходное реактивное сопротивление синхронной машины по продольной оси:

Постоянную инерции вычисляем по формуле:

где маховой момент генератора, маховой момент турбины, выбираем в соответствии с турбогенератором на стр. 228 [1]

Постоянная инерции ротора генератора:

Генератор 2:

Постоянная инерции ротора генератора:

Генератор 3:

Трансформатор Т1:

Реактивное сопротивление трансформатора:

Трансформатор Т2:

Трансформатор Т3:

Трансформатор Т4:

Двухцепная линия:

Реактивное сопротивление линии:

Реактивное сопротивление линии в послеаварийном режиме:

Нагрузка:

Напряжение на шинах нагрузки:

Напряжение на шинах генератора:

Мощность в исходном режиме:

Расчёт без учёта явнополюсности генератора Г-1.

Рис. 3. Схема замещения неявнополюсного генератора

Реактивное сопротивление :

Из этого равенства выражаем :

Выполним проверку:

Проверка выполняется.

Характеристика передаваемой мощности без учёта явнополюсности будет иметь вид:

Рис. 4. Характеристика мощности неявнополюсной машины при неизменной

синхронной ЭДС генератора

Расчет с учетом явнополюсности генератора г-1.

Схема замещения:

Рис. 5. Схема замещения явнополюсного генератора

Проверка:

Проверка выполняется.

Проверка:

Идеальный предел передаваемой мощности при учете явнополюсности:

Коэффициент запаса статической устойчивости при учете явнополюсности:

Изменение предела передаваемой мощности при учете явнополюсности:

Изменение коэффициент запаса статической устойчивости при учете явнополюсности:

Рис. 5. Характеристика мощности неявнополюсной машины при неизменной

синхронной ЭДС генератора

1.б) Определить предел передаваемой мощности электропередачи Р_пр(д) и коэффициент запаса статической устойчивости k_зP(д) при учете регулирующего эффекта нагрузки. При E_q1=const, Z_н=const. Генераторы Г-2 и Г-3 заменить одним эквивалентным с E_qЭ=const.

Полная мощность нагрузки:

Комплексное сопротивление нагрузки:

Приведенное комплексное сопротивление нагрузки:

Комплексная мощность нагрузки:

Рис. 6. Схема приведения генераторов Г-2 и Г-3 к эквивалентному генератору Г-экв

Сопротивление эквивалентного генератора:

Комплексная мощность эквивалентного генератора в исходном режиме:

Синхронная ЭДС эквивалентного генератора:

Угол смещения вектора напряжения на шинах нагрузки относительно вектора эквивалентной ЭДС:

Характеристика мощности имеет следующий вид:

Определим собственные и взаимные сопротивления с помощью преобразования схемы замещения.

Рис. 7. Схема замещения сети при учёте регулирующего эффекта нагрузки

Собственное сопротивление узла 1:

Взаимное сопротивление узлов 1 и 2:

Проверка:

Предел передаваемой мощности будет при , т.е.:

Рис. 8. Характеристика мощности при регулирующем эффекте нагрузки

Предел передаваемой мощности при учете регулирующего эффекта нагрузки:

Коэффициент запаса статической устойчивости при учете регулирующего эффекта нагрузки:

1.в) Определить предел передаваемой мощности электропередачи Р_пр(ид) и коэффициент запаса статической устойчивости k_зP(ид) при установке на генераторах Г-1 регуляторов возбуждения пропорционального действия, не имеющих зоны нечувствительности (E’_q1=const) и регуляторов возбуждения сильного действия (U_Г1=const). Принять U_н=const.

Расчет при АРВ пропорционального действия(E’_q1=const).

Выражения для мощности будет иметь вид:

Переходная ЭДС генератора Г-1:

Выполним проверку:

Учитывая, что: получаем следующее уравнение:

Получаем:

Предел передаваемой мощности при АРВ ПД:

Коэффициент запаса статической устойчивости при АРВ ПД:

Рис. 8. Характеристика мощности при установке на генератор АРВ ПД

Расчет при АРВ сильного действия(U_Г1=const).

Характеристика мощности при установке на генератор АРВ СД:

Максимум характеристики определим через ее производную по углу.

Предел передаваемой мощности при АРВ СД:

Коэффициент запаса статической устойчивости при АРВ СД:

Рис. 9. Характеристика мощности при установке на генератор АРВ СД

Рис. 10. Характеристики мощности

Вывод: использование АРВ приводит к увеличению предела передаваемой мощности, что в свою очередь приводит к увеличению статической устойчивости. Эффект заключается в том, что АРВ компенсирует часть сопротивления генератора.