Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Исходные данные к курсовой работе. 5 часть



=0,32+1,29 .

Значения , вычисленные при различных значениях приведены в табл. 27, а угловая характеристика мощности генератора Г1 в соответствии с этими данными показана на рис. 17.

Таблица 27

0,32 0,98 1,44 1,6 1,43 0,95 0,3

 

Рис.17. Угловая характеристика мощности.

Максимум характеристики в соответствии с (28) дает значение действительного предела мощности:

.

Коэффициент запаса статической устойчивости системы по действительному пределу мощности будет равен:

(29)

Из сравнения значений коэффициентов запаса статической устойчивости по идеальному (27) и действительному (29) пределам мощности видно, что снижение напряжения на шинах нагрузки уменьшает запас статической устойчивости системы.

3. Расчет действительного предела статической устойчивости системы, при нагрузке, заданной статическими характеристиками. Схема замещения рассматриваемой электропередачи для этого случая приведена на рис. 18.

Рис. 18.

 

Определим параметры исходного режима при U = 1 , Р20 =Р = 2,0 и потери реактивной мощности в реактивности XС2:

.

Тогда .

Дальнейшие расчеты проводят в соответствии с алгоритмом раздела 4.2.2.

Задаемся новыми несколько меньшими значениями Р20 = 1,8; Q20= 4,7 и по (24) и (25) рассчитываем ΔQС2 и U:

;

.

По статическим характеристикам (см. рис. 12) для U = 0,999 находим Рнагр(U)=3; Qнагр(U) =2,25. Отметим, что для конкретного примера цифре 1 на шкале мощности рис.12 соответствует цифра3, так как при .

Из условия баланса мощностей в узле нагрузки имеем:

;

QH1= Qнагр(U)-(Q20 –ΔQС2) = 2,25-(4,7-3,08) = 0,63.

Тогда значение трансформатора Т1:

что больше исходного значения Е10 = 2,15.

Далее, сохраняя значение Р20 = 1,8 , задаемся несколько увеличенным значением Q20 = 4,8 по сравнению с его значением в исходном режиме. После соответствующих расчетов получим значение Е1 = 2,1, что меньше исходного значения Е10 = 2,15. При этом напряжение на шинах нагрузки U = 0,985, что соответствует устойчивой области (вблизи точки 1 на рис. 13), т.е. режим соответствует.

По статической характеристике рис.12 определяем Рнагр(U) = 2,97 при U = 0,985 и РН1 =Рнагр(U) - Р20 = 2,97 – 1,8 = 1,17. При этом, полученное значение Рнагр(U) будет второй точкой искомой характеристики РН1 = f(U).

Выполняя аналогичные расчеты для новых значений Р20 и Q20 следующие точки искомой характеристики. Результаты расчета приведены в табл. 28.



 

Таблица 28

№ этапа расчета U Е1 U
2,15 3,0
  0,999     0,977 2,18     2,1   0,985
  1,02     0,909 2,22     2,03   0,975
0,98     0,889 2,23     2,13   0,9
0,996     0,877 2,38     2,22 решения не существует  
1,0     0,882 2,37     2,18 решения не существует

 

В последних двух случаях (см. табл. 28) режим не существует, так как оба значения Е1 больше исходного значения Е10 = 2,15.

По определению действительный предел статической устойчивости системы в случае нагрузки, заданной статическими характеристиками, определяется максимальным значением мощности передаваемой от генератора Г1 нагрузке при условии постоянства его э.д.с. Этому условию соответствует расчет №4 из табл. 28. Следовательно, принимаем, РН1 max ≈1,41. Тогда значение коэффициента запаса:



.

Анализ результатов расчета всех трех задач примера 1 позволяет сделать вывод о том, что учет нагрузки по статическим характеристикам дает значение действительного предела статической устойчивости, наиболее близкого к истинному.

 

4.3. Расчет статической устойчивости нагрузки, заданной статическими характеристиками.

 

В этом случае для оценки статической устойчивости комплексной нагрузки целесообразно использовать практические критерии > 0 и > - ∞.

При использовании критерия > 0 сначала строят зависимость ЕЭ = f(U), задаваясь рядом значений U, для каждого из которых по статическим характеристикам нагрузки определяют соответствующие значения Р* и Q* и вычисляют значение ЕЭ по формуле:

. (30)

Коэффициент запаса статической устойчивости нагрузки в исходном режиме можно определить по выражению:

, (31)

где Uо – напряжение на шинах нагрузки в исходном режиме, о.е.;

Uк.р. – значение напряжения, при котором нагрузка теряет устойчивость, о.е.

Практически допустимые пределы изменения напряжения устанавливаются непосредственно из графика ЕЭ = f(U).

При составлении схемы замещения для расчета статической устойчивости нагрузки генератора без автоматической регулировки возбуждения (АРВ) вводят в нее э.д.с. Е, генераторы с АРВ пропорционального действия – э.д.с. Е', генераторы с АРВ сильного действия – напряжением Uг .

Оба рассматриваемые критерии в принципе равноценны. Однако критерий более целесообразно связывать с «лавиной снижения напряжения», обусловливающий нарушения статической устойчивости симметричных схем при снижении напряжения на шинах нагрузки. Второй критерий > -∞. Используют в случае установления связи между напряжением на шинах нагрузки и балансом реактивной мощности.

Эквивалентная реактивная мощность QЭ, выдаваемая эквивалентной станцией с учетом потерь реактивной мощности в сети ΔQ, определяется по формуле:

QЭ= QнагрQ=Qнагр+( Р 2нагр +Q2нагр)XС1/U2. (32)

Запас устойчивости узла нагрузки по эквивалентной э.д.с. ЕЭ может быть определен по соотношению:

КЗ.Е.= (33)

Где Е0 – э.д.с. генераторов эквивалентной станции в исходном режиме, о.е.;

ЕКР – критическая э.д.с., при которой нагрузка теряет устойчивость, о.е.

 

ПРИМЕР 2. Схема электропередачи (см. рис. 19) исходный режим и параметры элементов которой повторяют данные примера 1. Приемная система представлена системой неограниченной мощности и нагрузкой заданной статическими характеристиками.

Параметры нагрузки Н: Рнагр = 50 МВт; соsφ = 0,8.

Проверить устойчивость нагрузки, построив зависимости ЕЭ = f(U) и QЭ =f(ЕЭ) после отключения выключателя В при условии:

1) на генераторе отсутствует АРВ;

2) на генераторе установлено АРВ пропорционального действия.

 

Рис.19. Схема электропередачи.

 

Решение :

1) На генераторе отсутствует АРВ.

Принимая базисные условия примера 1 получим схему замещения исходного режима для этого случая

 

Рис.20. схемы замещения исходного режима: а)- полная; б)- преобразованная.

 

Из примера 1 выбираем параметры исходного режима U = 1; ЕЭ = Е1 = 2,15. Далее, задаваясь другими значениями напряжения на нагрузке, определим для каждого из них по статическим характеристикам нагрузки (рис. 12) соответствующие значения активной и реактивной мощности и нагрузки. Например, при U = 0,95 получим P*нагр.э. =Р0 0,96=0,969;

Q*нагр.э.=Q0 0,93 =0,75 0,93 =0,697. При этом э.д.с. ЕЭ генератора передающей станции согласно (30) будет :

.

Реактивная мощность генератора Г1 в исходном режиме согласно (32) будет:

.

Значения эквивалентных э.д.с. ЕЭ и реактивной мощности QЭ при других значениях напряжения приведены в табл.29, а графики зависимостей ЕЭ =f (U) и QЭ=f (ЕЭ) показаны на рис.21.

 

Таблица 29

U 1,05 1,0 0,95 0,90 0,85 0,8 0,75
ЕЭ 2,24 2,15 2,108 2,085 2,08 2,098 2,13
Q 2,576 2,5 2,47 2,49 2,59 2,73 2,96

 

Рис.21. Графики ЕЭ =f (U), а) и QЭ=f (ЕЭ), б) примера 2.

 

По результатам расчета определим коэффициенты запаса статической устойчивости нагрузки в соответствии с формулами (31) и (33):

КЗ.U.= ;

КЗ.Е.= .

2) На генераторе установлено АРВ пропорционально действия

В отличие от предыдущего случая суммарное сопротивление электропередачи XС' определяется с учетом переходной реактивности генератора Xd', т.е.

Расчет значений ЕЭ' и QЭ' при различных величинах напряжения на шинах нагрузки аналогичны предыдущему расчету. Результаты расчета представлены в табл. 30, а зависимости ЕЭ' =f (U) и QЭ'=f (ЕЭ') на рис. 22.

 

U 1,00 0,90 0,80 0,75 0,70 0,65
ЕЭ' 1,36 1,625 1,229 1,2 1,184 1,182
QЭ' 1,375 1,251 1,232 1,231 1,257 1,326

 

Рис. 22. Графики зависимости ЕЭ' =f (U), а) и QЭ'=f (ЕЭ') , б) примера 2 .

 

Коэффициенты запаса статической устойчивости нагрузки будет

КЗ.U.= ;

КЗ.Е.= .

 

4.4. Расчет статической устойчивости нагрузки, заданной эквивалентным асинхронным двигателем.

 

Асинхронные двигатели (АД ) с короткозамкнутым ротором и кратностью максимального момента от 1,6 до 2,5 составляют от 50 до 80% промышленной нагрузки. Поэтому при питании из от шин источника, даже значительные снижения напряжения на шинах источника не могут привести к нарушению устойчивости двигателей. Единственной переменной в данном случае является изменение угловой скорости двигателей нагрузки. В этом случае проверка устойчивости асинхронной нагрузки выполняется по критерию dP/dS =0.

Из формулы для расчета активной мощности Р, потребляемой двигателем из сети несоизмеримо большой мощности, и имеющей вид:

, (34)

получим из условия dP/dS =0. выражения для максимума активной мощности Рmax и критического скольжения SКР, соответствующему этому максимуму:

Рmax = 0,5 U2 Xσ; (35)

SКР = R2'/Xσ. (36)

Формулы расчета коэффициента запаса статистической устойчивости, эквипотенциального асинхронного двигателя по активной мощности и скольжения имеют вид:

 

 

(37)

 

 

(38)

Условия нарушения статистической устойчивости, эквипотенциального асинхронного двигателя, питающегося от источника соммеримой мощности, оцениваются по критериям:

(39)

В этом случае в качестве независимой переменной статистического режима работы двигателей применяется величина ЭДС генератора, питающего через внешнее сопротивление сети группу асинхронных двигателей соизмеримой суммарной мощности. Зависимой переменной от режима работы двигателей при этом будет напряжение на шинах двигателя.

Нарушение устойчивости асинхронной нагрузки связано с прогрессирующим снижением напряжения в узле нагрузки системы и переходом статистической характеристике Qнагр = f(U) из области положительного эффекта нагрузки ( ) в область отрицательно регулирующего эффекта (см. рис. 12).

При выборе критерия для исследования устойчивости исходим из его сложности в конкретном случае. Для асинхронной нагрузки более простым называется критерий .

Для получения зависимости Qэ= f(Еэ) предварительно задаются рядом значений напряжений в узле нагрузки, для каждого из которых рассчитывают соответствующие скольжения эквипотенциального двигателя.

Для Г- образной схемы замещения АД реактивная мощность, потребляемая двигателем, состоит из мощностей намагничивания Qμ и мощности скольжения QS т.е.:

(50)

Исходную зависимость Qэ= f(Еэ) получают предварительно определив QЭ для каждого значения напряжения по формуле (32) и рассчитав по выражению (30) эквипотенциальную ЭДС ЕЭ.

И сходная методика иллюстрируется примером:

Пример3. Задана схема электрической системы, нагрузка которой представлена в виде одного эквивалентного асинхронного двигателя (см. рис. 23). Параметры схемы и нагрузки:

1. Исходный режим и параметры элементов схема, без цепи нагрузки повторяет данные примера 1;

2. Параметры нагрузки: трансформатор Т3 - Sн = 63 МВА; Uк = 12%;

кт = ; асинхронный двигатель АД - Рн = 50 мВт; cos φ = 0.8; хσ = 0.25; R = 0.0375; = 2.25.

Требуется:

1) При включенном выключателе В:

а) рассчитать критическое напряжение на шинах подстанции, при котором произойдет опрокидывание эквивалентного двигателя;

б) Определить запас устойчивости по мощности и скольжению.

2) При выключенном выключателе В:

а) Определить, будет ли устойчиво работать двигатель после разделения системы (проверка по критерию ).

Пи выполнении всех расчетов считать, что механическая нагрузка Рн на валу двигателя неизменна и не зависит от скольжения.

 

 

Рис. 23. Исследуемая система: а) Исходная система; б) Схема замещения.

 

Решение асинхронного двигателя:

1) Выключателе В включен.

При решении данной задачи обычно оперируют с упрощенной схемой замещения: узла нагрузки (рис. 24, б), которая отличается от исходной (рис. 24, а) тем, что реактивность цепи намагничивания АД перенесены в точку системы, где напряжение не зависит от режима работы эквивалентного асинхронного двигателя, т.е. на шины подстанции.

 

 

Рис. 24. Схема замещения узла нагрузки: а) Исходная; б) Упрощенная.

 

С учетом принятых в примере 1 базисных условий (Sб = 50 мВА) рассчитаем параметры схемы замещения узла нагрузки.

Хσ =

Хэ =

R20=

ХII =

Суммарное сопротивление двигателя и внешнего сопротивления до точки системы, где принимаются неизменным напряжение:

ХΣ = Х8 + Х9 = 0,1 + 0,2 = 0,3

 

Критическое напряжение, при котором опрокидывающий момент равен рабочей нагрузке, определяется по формуле:

Где есть коэффициент загрузки (в данном случае принимаем равным единице); - мощность асинхронного двигателя в исходном режиме. Коэффициент запаса статистической устойчивости по напряжению согласно (31) будет:


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!