Составление схемы замещения и расчет ее параметров

В схему замещения входят: генераторы, трансформаторы, линия электропередачи (ЛЭП) и нагрузка. Все элементы (за исключением нагрузки) учитываются только реактивными сопротивлениями.

Приближенный учет автоматических регуляторов пропорционального действия на генераторах станций «А» и «Б» в исследованиях статической устойчивости осуществляется тем, что генераторы входят в схему замещения неизменными значениями переходной ЭДС (E`=const) и переходным сопротивлением X<sub>d</sub>`.

Рисунок 2 – Электрическая схема замещения системы с генераторами, снабженными АРВ ПД

Базисные величины: S_б = 1000 МВА; U_бI = U_н = 110 кВ;

Расчет базисные напряжения на остальных ступенях с использованием коэффициентов трансформации трансформаторов Т3, Т4, Т1:

Определяем сопротивление элементов схемы замещения в относительных единицах:

Модуль полной мощности нагрузки:

Сопротивление нагрузки:

1 Расчет статической устойчивости двухмашинной энергосистемы

1.1 Расчет статической устойчивости двухмашинной энергосистемы с генераторами, снабженными арв пропорционального действия

Приближенный учет автоматических регуляторов пропорционального действия на генераторах станций «А» и «Б» в исследованиях статической устойчивости осуществляется тем, что генераторы входят в схему замещения неизменным значением переходной ЭДС ( ) за переходным сопро­тивлением . Таким образом, схема замещения рассматриваемой системы имеет Т-образный вид.

Рисунок 3 – Т-образная схема замещения системы с генераторами, снабженными АРВ ПД

Продольные сопротивления:

По полученным параметрам рассчитываются собственные и взаимные сопротивления схемы замещения:

Дополняющие углы сопротивлений:

_{Расчет исходного режима. Потоки активной и реактивной мощностей:}

Векторы переходных ЭДС для станции «А» (индекс 1) и для станции «Б» (индекс 2):

Относительный угол между векторами переходных ЭДС в исходном режиме:

Характеристики электромагнитных мощностей станций «А» и «Б»:

Перед построением характеристик осуществляется контрольная проверка по результатам исходного режима:

При подстановке в последние выражения численных значений исходного относительного угла были получены заданные перетоки активной мощности Р_*1(0) и Р_*2(0) для исходного режима. Расчет сделан верно.

Максимальные значения электромагнитных мощностей станций:

Коэффициенты запаса статической устойчивости для каждой станции:

Запас устойчивости электропередачи, связывающий станцию с шинами энергосистемы, должен быть не менее 20% в нормальном режиме. Коэффициенты запаса устойчивости для станций А и Б удовлетворяют этому условию.

Для нахождения границ статической апериодической устойчивости эквивалентные постоянные инерции станций приводятся к базисным условиям и находится их отношение:

Тогда границы апериодической статической устойчивости определятся из условия равенства нулю удельного относительного ускорения роторов эквивалентных генераторов станций:

Рисунок 4 - Угловые характеристики и границы статической устойчивости двухмашинной энергосистемы с АРВ ПД

Выводы: В выполненном задании АРВ генераторов в схеме замещения учитывалось приближенно с целью того, чтобы статические характеристики мощности генераторов представляли собой синусоидальные зависимости, поднятые над осью абсцисс на величину собственной мощности.

Замещение генератора с АРВ ПД переходной ЭДС за переходным сопротивлением правомерно, вследствие того, что механизм АРВ ПД обеспечивает регулирование напряжения на выводах генератора в пределах постоянства переходной ЭДС: малому приращению напряжения соответствует большое приращение синхронной ЭДС с обратным знаком, переходная же ЭДС остается практически неизменной, как точка равновесия.

Для данной двухмашинной системы при учете АРВ ПД генераторов были определены статические характеристики как функции электромагнитной мощности генераторов от относительного угла. В отличие от одномашинной системы здесь критерий статической устойчивости записывается не для зависимости мощности от угла электропередачи, а для удельного (на единицу угла) ускорения роторов генератора относительно друг друга. Система устойчива тогда, когда относительное ускорение больше либо равно нулю. Исходя из уравнения движения ротора генератора, для указанного критерия получаем предельные по критерию статической устойчивости углы. Режим по условию статической устойчивости ограничен с отрицательного и положительного направления оси угла, т. к. относительный угол может быть и больше или меньше нуля в зависимости от соотношения мощностей станций и сопротивлений связи с шинами нагрузки.