Электромеханические переходные процессы

  • 55 страниц
  • 5 источников
  • Добавлена 20.12.2013
800 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Задание к расчету 2
Исходные параметры системы 3
Введение 4
Определение идеального предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости электропередачи 5
Определение идеального предела и коэффициента запаса статической устойчивости при неявнополюсной машине 5
Определение идеального предела и коэффициента запаса статической устойчивости при явнополюсной машине 8
Построение векторной диаграммы для явнополюсного генератора 11
Построение угловых характеристик для явнополюсной и неявнополюсной машин 13
Определение действительного предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости 14
Определение предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости при установке на генераторах группы G1 регуляторов возбуждения 16
Определение предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости при установке на генераторах группы G1 регулятора возбуждения пропорционального действия 16
Определение предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости при установке на генераторах группы G1 регуляторов возбуждения сильного действия 16
Анализ зависимостей 16
Анализ зависимостей . 16
Анализ зависимости 16
Анализ зависимости 16
Анализ зависимости 16
Определение предельного времени отключения в точке К1 при однофазном замыкании, при двухфазном замыкании на землю, трёхфазном замыкании. 16
Расчет динамической устойчивости при 16
Нормальный режим 16
Аварийный режим 16
Послеаварийный режим 16
Расчет двухфазного короткого замыкания на землю 16
Расчет трехфазного короткого замыкания 16
Расчет динамической устойчивости при учете реакции якоря и действия регуляторов возбуждения, форсирующих Eq 16
Приложения 16
Список литературы 16
Фрагмент для ознакомления

Электрическая мощность, отдаваемая генератором в первый момент после возникновения КЗ, определяется по формуле:.Избыток мощности в начале интервала (при )Приращение угла за первый интервал.Угол в конце первого интервала.Второй расчетный интервал .Электрическая мощность, отдаваемая генератором в начале второго интервала определяется по формуле:Избыток мощности в начале интервала (при ) Приращение угла за второй интервал .Угол в конце второго интервала.Продолжая расчет для следующих интервалов аварийного режима, находим следующие точки для построения характеристики. Длительность аварийного режима определяется предельным углом отключения. Результаты расчета сведены в таблицу4. Зависимость для двухфазного КЗ на землю изображена на рис. 17.Таблица.00.050.10.150.20.250.30.350.40.0720.0770.090.1090.1310.1490.1580.1540.1330.1530.1480.1350.1160.0940.0760.0670.0710.09201.95.69.011.914.316.217.819.626.928.834.543.555.469.685.8103.7123.3Рис. . Зависимость для двухфазного КЗ.При некотором значении времени угол превысит значение предельного угла отключения , и в этот момент аварийный режим заканчивается. Момент времени, при котором это происходит, и определяет предельное время отключения двухфазного короткого замыкания. Из графика на рис. 17. видно, что это время равно .Предельное время отключения, найденное с помощью метода последовательных интервалов, следует сопоставить с предельным временем отключения, полученным по типовым кривым.При определении предельного временем отключения по типовым кривым используется дифференциальное уравнение движения ротора генератора:,где ; – приведенная мощность первичного двигателя., и по номограммам [1.] определяем предельное время отключения .Действительное предельное время отключения.Расчет трехфазного короткого замыканияПри определении предельного времени отключения трехфазного КЗ в начале линии, напряжение на этой точке снижается до нуля. Передаваемая по линии мощность составит,где и – напряжения в начале и в конце линии. Поскольку напряжение в начале линии в момент трехфазного КЗ становится равным нулю, то мощность также становится нулевой и остается такой в течение всего аварийного режима. Поэтому небаланс мощности Первый расчетный интервал .Приращение угла за первый интервал.Угол в конце первого интервала.Второй расчетный интервал .Приращение угла за второй интервал .Угол в конце второго интервала.Аналогичным образом продолжается расчет для последующих интервалов. Длительность аварийного режима определяется предельным углом отключения . Результаты расчета сведены в таблицу5. Зависимость для трехфазного КЗ изображена на рис. 18.Таблица.00.050.10.150.20.250.30.2250.2250.2250.2250.2250.2250.22502.88.414.119.725.330.926.929.738.252.271.997.2128.2Рис. . Зависимость для трёхфазного КЗ.Из графика по рис. 18. находим время отключения .Для проверки определим предельное время отключения КЗ по формуле, без использования типовых кривых:,что выше определенного по графику .Вывод: проведенный расчет показал, что с точки зрения динамической устойчивости трехфазное КЗ является наиболее тяжелым, что наглядно показывает предельное время отключения, которое для трехфазного КЗ значительно меньше, чем для двухфазного на землю. В режиме однофазного КЗ динамическая устойчивость сохраняется, поэтому отключение данного вида КЗ для обеспечения ДУ не требуется.Расчет динамической устойчивости при учете реакции якоря и действия регуляторов возбуждения, форсирующих EqЕсли при для определения времени отключения требовалось построить лишь одну траекторию движения, то для нахождения предельного времени отключения КЗ, то при учёте регуляторов возбуждения необходимо задаваться различными моментами времени отключения и для каждого случая находить зависимости. Характер изменения угла во времени показывает, устойчива или неустойчива система электропередачи. При сохранении динамической устойчивости угол генератора после достижения своего максимума начинает уменьшаться, т.е. происходит изгиб кривой в сторону уменьшения угла. При нарушении динамической устойчивости угол непрерывно апериодически увеличивается.Определение предельного времени отключения КЗ при учёте реакции якоря отличается от рассмотренногоранее. Здесь ЭДС генератора под действием регулятора возбуждения изменяется, характеристики получаются несимметричные, аналитическим путём предельный угол отключения определить невозможно [2]. Действие регуляторов возбуждения приводит к возникновению переходных электромагнитных процессов. Расчет динамической устойчивости с учётом электромагнитных переходных процессов требует совместного решения уравнений электромагнитного и электромеханического состояния электрической системы, т.е. приходится решать систему дифференциальных уравнений электромагнитных и электромеханических переходных процессов. В общем случае это могут быть уравнения Парка – Горева. В данном случае следует использовать упрощённые уравнения, дающие соотношения между переходной ЭДС, ЭДС или и смещением векторов этих ЭДС по отношению к ЭДС других станций, т.е. углов . Расчёт динамической устойчивости для явнополюсных машин проводится в следующей последовательности:Определяются собственные и взаимные проводимости в нормальном, аварийном и послеаварийном режимахНормальный режим.Собственные и взаимные проводимости для аварийного режима определяются методом преобразований. Расчет аналогичен приведённому ранее, за исключением того, что синхронная машина вводится в схему замещения сопротивлением . Сопротивление шунта, определенное ранее, а также преобразованные схемы замещения остаются такими же. Собственная проводимость в аварийном режиме:,.Взаимная проводимость в аварийном режиме.Собственная и взаимная проводимости в послеаварийном режиме, .Строим кривую изменения вынужденной ЭДС холостого хода,где – ЭДС при максимальном возбуждении; – ЭДС в исходном режиме; – постоянная времени обмотки возбуждения возбудителя.Средние значения ЭДС на интервалах .Длительность расчетных интервалов принимаем . Коэффициент остается прежний. Результаты расчета сведены в таблицу6. Зависимость изображена на рис. 19.Таблица.00.050.10.150.20.250.30.350.42.703.444.044.544.945.275.545.775.95-3.083.744.294.745.115.415.665.860.450.50.550.60.650.70.750.80.856.16.226.326.46.476.526.566.66.636.026.166.276.366.436.496.546.586.62Рис. . Кривая изменения вынужденной ЭДС холостого хода..Далее проводим расчет методом последовательных интервалов.Первый расчетный интервал .Фиктивная ЭДС в начальный моментЭДС холостого хода для первого момента нарушения режима (без учета активных сопротивлений)Изменение переходной ЭДС за первый интервалЗначение переходной ЭДС в конце первого и начале второго интервала Активная мощность генератора в начале первого интервала Избыток активной мощностиПриращение угла за первый интервал.Значение угла в конце первого и начале второго интервала .Для определения величин на следующих интервалах используются формулы (с учетом порядка расчета):,где коэффициент .,,,,где коэффициенты ; .,где коэффициенты ; .,где коэффициент ..Для интервала, в начале которого производится отключение КЗ, приращение угла определяется по формуле . После – по вышеприведенной формуле. Прочие формулы остаются прежними, с учетом того, что в послеаварийном режиме для расчета необходимо использовать соответствующие значения взаимных проводимостей ветви генератора и . Таким образом, вместо коэффициентов , и подставляются соответственно, и .Расчет производится итерационным методом, итерации по времени отключения КЗ. Для первого расчета принимаем . Расчетные данные сведены в таблицу7.Таблица.02.8011.6234.23400.60234.480.0840.141000–0.052.7871.6134.2140.00960.63236.240.0870.1380.0311.760.05–0.12.7911.6094.2270.00390.72341.440.0980.1270.0915.20.1–0.152.8121.614.2740.00050.86949.810.1140.1110.1468.370.15–0.22.851.6144.3540.00391.06460.960.1320.0930.19511.150.2–0.252.9041.624.4660.00631.29974.420.1480.0770.23513.47Отключение КЗ при 0.25–0.32.4591.6253.4730.00531.57190.00.413-0.1880.27215.580.4–0.452.581.6413.7220.0161.761100.890.426-0.2010.1910.880.45–0,52.6561.6573.870.0161.863106.740.427-0.2020.1025.860.5–0,552.6881.6743.920.0171.877107.540.431-0.2060.0140.80.55–0,62.6771.6923.8750.0181.801103.210.438-0.213-0.076-4.340.6–0,652.621.7113.7260.0191.63393.550.439-0.214-0.169-9.66Как видно из расчетных данных, величина угла нагрузки после отключения КЗ начинает снижаться после интервала , значит переход при отключении в момент времени является устойчивым.В следующей итерации задаем время отключения . Расчетные данные сведены в таблицу8.Таблица.02.8011.6234.23400.60234.480.0840.141000–0.052.7871.6134.2140.00960.63236.240.0870.1380.0311.760.05–0.12.7911.6094.2270.00390.72341.440.0980.1270.0915.20.1–0.152.8121.614.2740.00050.86949.810.1140.1110.1468.370.15–0.22.851.6144.3540.00391.06460.960.1320.0930.19511.150.2–0.252.9041.624.4660.00631.29974.420.1480.0770.23513.470.25–0.32.971.6284.6030.00791.56789.810.1580.0670.26815.38Отключение КЗ при 0.3–0.352.6231.6343.8250.00671.867106.980.421-0.1960.317.180.4–0.452.7471.654.0810.0152.081119.250.403-0.1780.21412.270.45–0,52.8281.6654.2430.0152.218127.070.379-0.1540.1377.820.5–0,552.8781.6794.3350.0152.287131.040.365-0.140.0693.970.55–0,62.9041.6954.3750.0152.296131.520.365-0.140.0080.480.6–0,652.9071.714.3630.0162.243128.50.382-0.157-0.053-3.030.65–0,72.8811.7274.2850.0172.121121.530.413-0.188-0.121-6.960.7–0,752.8141.7454.1150.0181.918109.890.445-0.22-0.203-11.650.75–0,82.6951.7653.8250.021.61992.750.452-0.227-0.299-17.140.8–0.852.5281.7873.4290.0231.2269.90.399-0.174-0.398-22.82Из расчетных данных видно, что величина угла нагрузки после отключения КЗ начинает снижаться после интервала , значит, переход при отключении в момент времени является устойчивым.В следующей итерации задаем время отключения . Расчетные данные сведены в таблицу9.Таблица.02.8011.6234.23400.60234.480.0840.141000–0.052.7871.6134.2140.00960.63236.240.0870.1380.0311.760.05–0.12.7911.6094.2270.00390.72341.440.0980.1270.0915.20.1–0.152.8121.614.2740.00050.86949.810.1140.1110.1468.370.15–0.22.851.6144.3540.00391.06460.960.1320.0930.19511.150.2–0.252.9041.624.4660.00631.29974.420.1480.0770.23513.470.25–0.32.971.6284.6030.00791.56789.810.1580.0670.26815.380.3–0.353.0441.6374.7550.00881.865106.870.1550.070.29817.06Отключение КЗ при 0.35–0.42.7871.6444.1760.00752.193125.650.38-0.1550.32818.780.4–0.452.9051.6584.4210.0142.453140.550.31-0.0850.2614.90.45–0,52.9871.6714.5880.0132.676153.320.225-0.00040.22312.770.5–0,553.0471.6844.7030.0132.899166.080.1230.1020.22312.760.55–0,63.0811.6974.7640.0133.166181.39-0.0130.2380.26715.310.6–0,653.0621.7114.7050.0133.537202.64-0.1980.4230.37121.250.65–0,72.9081.7254.3480.0144.092234.46-0.3980.6230.55531.820.7–0,752.5321.7433.4910.0184.919281.84-0.4160.6410.82747.390.75–0,82.181.7682.680.0256.026345.26-0.0930.3181.10763.42Как видно из расчетных данных, что переход для момента отключения является неустойчивым, т.к. произошладвойная смена знака , а таже наблюдается прогрессирующий рост δ. Динамическая устойчивость нарушается.Используя расчетные данные таблиц 7. – 9. построим зависимости при различном времени отключения для двухфазного КЗ на землю (рис. 20.)Рис. . Зависимость .Вывод: при учете реакции якоря и действия регуляторов возбуждения, форсирующих , предельное время отключения для двухфазного КЗ на землю будет равно .(по результатам более точного расчета при ) Данное значение выше полученного при условии(), т.е. можно сказать, применение регуляторов возбуждения, форсирующих , определенным образом сказывается на динамической устойчивости системы, увеличивая время отключения короткого замыкания.ПриложенияПриложение. Расчетные точки угловых характеристик явнополюсного, неявнополюсногогенераторов, с пропорциональными регуляторами возбуждения и регуляторами сильного действия.000000100.0610.0710.010.0660.059200.120.1380.0190.1310.121300.1750.20.0260.1960.191400.2250.2530.0290.260.27500.2680.2960.0290.3210.357600.3030.3280.0260.3770.45700.3290.3470.0190.4260.545800.3450.3530.010.4650.633900.350.34800.4920.7091000.3450.333-0.010.5050.7621100.3290.308-0.0190.50.7871200.3030.276-0.0260.4760.7771300.2680.238-0.0290.4340.7291400.2250.195-0.0290.3730.6411500.1750.148-0.0260.2960.5181600.120.1-0.0190.2050.3641700.0610.05-0.010.1050.18818000000Приложение. Расчетные точки угловых характеристик при однофазном, двухфазном и трёхфазном КЗ.00000100.0860.0720.0580.028200.170.1420.1150.054300.2480.2080.1680.079400.3190.2670.2160.102500.3810.3190.2570.121600.430.360.290.137700.4670.3910.3150.149800.4890.410.330.156900.4970.4160.3350.1591000.4980.410.330.1561100.4670.3910.3150.1491200.430.360.290.1371300.3810.3190.2570.1211400.3190.2670.2160.1021500.2480.2080.1680.0791600.170.1420.1150.0541700.0860.0720.0580.0281800000Список литературыУльянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.– М.: Энергия, 1970 – 517 c.Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системахВ.П.Кычаков, В.И.Тарасов. Электромеханические переходные процессы в электрических системах: методические указания к выполнению курсовой работы. –Иркутск: Издательство ИПИ, 1993 – 31с.Лыкин А.В. Электрические системы и сети: Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – c.Курс лекции по переходным процессам В.И.Тарасова, 2006г.

1. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.– М.: Энергия, 1970 – 517 c.
2. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах
3. В.П.Кычаков, В.И.Тарасов. Электромеханические переходные процессы в электрических системах: методические указания к выполнению курсовой работы. –Иркутск: Издательство ИПИ, 1993 – 31с.
4. Лыкин А.В. Электрические системы и сети: Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – c.
5. Курс лекции по переходным процессам В.И.Тарасова, 2006г.

Электромеханические переходные процессы

Введение

Переходные процессы возникают в электрических систем, как при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных цепей, производство испытаний и пр.), так и в условиях чрезвычайных ситуаций (прерываний, загружаются с цепи или этапов, короткое замыкание, выпадение машины из синхронизма и т. д.).

В любой переходный период происходит, так или иначе, изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса между моментом на валу каждой вращающейся машины и электромагнитным моментом.

в результате такого нарушения, соответственно, изменяется скорость вращения машин, то есть некоторые машины испытывают торможение, в то время как другие - ускорение. Такое положение существует до тех пор, пока регулирующие устройства не будет восстанавливать нормальное состояние, если это вообще возможно в среде изменили.

В этот обмен работе рассматриваются методы расчета параметров электрической сети в нормальных и чрезвычайных электромеханические переходные положения, которые появляются, когда изменения состояния системы.

1. Источник данных

электромеханический генератор чрезвычайная устойчивость

Тепловой связан с шинами бесконечной мощности по двухцепной линии питания и автотрансформатора. В связи есть промежуточный отбор мощности для питания района. Схема системы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 -Схема питания

Технические характеристики элементов системы:

Генераторы:

Трансформаторы Т:


Автотрансформатор AT (АОДЦТН-3*167000/500/220):


Линия W (AC-300):


Задачи:

2. Расчет параметров источника из режима работы системы

2.1 Определение параметров схемы замещения

Расчет производится в относительных единицах, с приведением к одной ступени напряжения с использованием действительных коэффициентов трансформации. За базисную мощность принята номинальная мощность станции:

В основном, ступени напряжения поддерживается напряжение на шинах системы:

Узнать стоимость работы