ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет - Электротехнический

Специальность –

Кафедра -

Электромеханические переходные процессы в электрических системах Расчетно-пояснительная записка к

курсовой работе по дисциплине “ЭМПП в ЭЭС”

Исполнитель:

студент группы ____________________

(подпись/дата)

Руководитель:

доцент ____________________

(подпись/дата)

Томск – 2008

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………... 3

Задание к курсовой работе……………………………………………………….4

Исходные данные………………………………………………………………… 5

Расчет статической устойчивости двухмашинной системы с АРВ генераторов пропорционального действия ……………………………………………………6

Составление электрической схемы замещения……………………………... 6

Преобразование схемы замещения…………………………………………... 7

Расчет исходного режима…………………………………………………….. 8

Расчет статических характеристик…………………………………………... 8

Выводы………………………………………………………………………..12

Расчет статической устойчивости двухмашинной системы с АРВ генераторов сильного действия……………………………………………………………….13

Составление электрической схемы замещения…………………………….13

Расчет исходного режима……………………………………………………14

Расчет статических характеристик………………………………………….14

Выводы………………………………………………………………………..17

Расчет предельного угла и времени отключения КЗ для одномашинной системы…………………………………………………………………………...18

Нормальный режим…………………………………………………………..18

Аварийный режим (двухфазное КЗ на землю)……………………………..19

Послеаварийный режим……………………………………………………...23

Расчет предельного угла отключения места КЗ…………………………....23

Выводы………………………………………………………………………..28

Расчет устойчивости динамического перехода………………………………..29

Ремонтный (исходный) режим………………………………………………29

Аварийный режим (однофазное КЗ)………………………………………...29

Послеаварийный (неполнофазный) режим…………………………………31

Расчет углов коммутации……………………………………………………32

Определение площадок ускорения и возможного торможения …………..34

Выводы………………………………………………………………………..36

Обоснование мероприятий по повышению статической устойчивости одномашинной системы………………………………………………………...37

Установка устройств продольной компенсации в цепях генераторов…...37

Выводы………………………………………………………………………..40

Литература……………………………………………………………………….41

Введение

Целью данной работы является уяснить суть физических явлений, происходящих при протекании электромеханических переходных процессов, ознакомиться с мероприятиями по сохранению и повышению статической и динамической устойчивости энергосистем и математическими основами ее исследования.

Электромеханические переходные процессы протекают в системе при малых и больших возмущениях и связаны не только с изменением электрических параметров режима, но и с процессами в механической части генераторов. Основным уравнением, связывающим электрические и механические параметры является уравнение движения ротора генератора.

При неучете фактора времени, т. е. считая отклонения параметров режима независящими от времени протекания переходного процесса, получают статические характеристики генераторов, по которым исследуется статическая устойчивость системы (разделы 1, 2, 5 настоящего задания). Статическая устойчивость – это способность системы восстанавливать исходный режим после малого его возмущения или режим, весьма близкий к исходному (если возмущающее воздействие не снято).

Динамические характеристики, т. е. зависимости параметров режима с учетом их изменения во времени, на практике не используются ввиду их сложности. Для исследования динамической устойчивости энергосистем используются статические характеристики, а протекание переходного процесса во времени моделируется изменением одного из параметров режима, зависимость которого от времени может быть в последствии определена (разделы 3, 4 настоящего задания). Строго говоря, эта зависимость и будет являться динамической характеристикой. Динамическая устойчивость – это способность системы восстанавливать после большого возмущения исходное состояние или состояние, практически близкое к исходному (допустимому по условиям эксплуатации системы).

Фигурирующие здесь понятия малых и больших возмущений условны. Малым возмущением принято считать результат возмущающего воздействия, влияние которого на характер поведения системы проявляется практически независимо от места появления возмущающего воздействия и его значения (например, возмущения от колебаний нагрузки). Тогда как большое возмущение – это возмущение, влияние которого на характер поведения системы существенно зависит от времени существования, значения и места появления возмущающего воздействия (например, возмущения от оперативных переключений в сети, от коротких замыканий).

В задании необходимо, используя понятия статической и динамической устойчивости и математический аппарат их описания, исследовать устойчивость простейших систем (одно- и двухмашинных) к малым и большим возмущениям и предложить способы повышения их устойчивости.

ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

1. Расчет статической устойчивости двухмашинной энергосистемы

Для заданной двухмашинной электрической системы (рис.1) построить угловые характеристики мощности, определить пределы передаваемой мощности от станции «А» и «Б», коэффициенты запаса статической устойчивости обеих станций в исходном режиме, относительный угол между ЭДС (_12пред), соответствующий пределу статической апериодической устойчивости. Расчеты выполнить для двух случаев:

1) генераторы станций «А» и «Б» снабжены регуляторами пропорционального действия;

2) генераторы станций «А» и «Б» снабжены регуляторами сильного действия.

1.2. Расчет предельного угла и времени отключения кз для одномашинной системы

Для станции «А», работающей на шины неизменного напряжения и частоты (), рассчитать предельные по условию сохранения динамической устойчивости угол и время отключения двухфазного КЗ на землю, происходящего на одной из цепей ЛЭП на расстоянии от начала.

1.3. Расчет устойчивости динамического перехода системы

Для станции «А», работающей на шины неизменного напряжения и частоты (), провести расчет и оценить устойчивость ди-намического перехода при следующих условиях: одна из цепей ЛЭП находится в ремонте, а в заданной точке рабочей цепи ЛЭП происходит однофазное КЗ на землю, которое отключается через= 0,2 с и далее с интервалом= 0,4 с после отключения КЗ происходит успешное ОАПВ ранее поврежденной фазы.

1.4. Обоснование мероприятий по повышению статической устойчивости системы (исследовательская часть)

Обосновать мероприятия, повышающие предел передаваемой мощности по условиям статической устойчивости на 20% для станции «А» (снабжен­ной регуляторами сильного действия), работающей через одно­цепную ЛЭП на шины неизменного напряжения и частоты ().

Примечания:

Активными сопротивлениями генераторов, трансформаторов и ЛЭП пренебречь.

Действие АРВ учесть приближенно: для АРВ пропорционального типа генераторы вводятся в схему замещения как и, для АРВ сильного действия –и.

3. Нагрузку учесть приближенно, заместив ее сопротивлением .

4. Принять погонное индуктивное сопротивление прямой последова­тельности ЛЭП = 0,4 (Ом/км).

В схеме нулевой последовательности принять:

1) для одной цепи ЛЭП ;

2) взаимное индуктивное сопротивление нулевой последовательности между цепями 1 и 2 двухцепной ЛЭП (при КЗ на двухцепной ЛЭП).

5. На шинах нагрузки в исходном режиме принять = 110 кВ,

=0,97 для всех соединений.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Рис. 1. Однолинейная схема исследуемой системы.

Таблица 1. Параметры оборудования.

№	Генераторы							Трансформаторы
	Pном, МВт	cosφ, о.е.	Uном, кВ	Xd, о.е.	X'd, о.е.	X2, о.е.	Tj, с	Sном, МВА	Uк, %	Uнн, кВ	Uвн, кВ
1,2	320	0,85	15,75	2,4	0,37	0,3	7,2	500	12	15,75	240
3	500	0,85	20	2,2	0,4	0,33	9	630	12,5	20	121
4	-	-	-	-	-	-	-	630	13	121	240

Таблица 2.

Загрузка генераторов	0,7 Pном
Длина ЛЭП L, км	200
Место КЗ LК/L	0,9