Лабы / 2lb_EMPP

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Институт – ЭНИН

Направление, специальность – Электрические станции и подстанции

Кафедра электроэнергетических сетей

ОТЧЁТ

Лабораторная работа №2

по дисциплине: Электромеханические переходные процессы

“РАСЧЕТ И АНАЛИЗ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОМАШИННОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ”

Вариант 116

Выполнил студент гр. 5А4Б _________ Даньков Л.Г.

Проверил доцент кафедры ЭСиЭ __________ Шандарова Е.Б.

Дата сдачи _____ _____________ 2017г.

Томск 2017

Цель работы:

Изучить характер статических взаимодействий между параметрами режима синхронных генераторов, оборудованных системами автоматического регулирования возбуждения. Ознакомиться с особенностями расчета предельных по апериодической статической устойчивости режимов энергосистем с регулируемыми синхронными генераторами.

Рисунок 1 – Электрическая схема (а) и схема замещения (б) одномашинной энергосистемы

Исходные данные:

Таблица 1. Исходные данные

ГЕНЕРАТОР Г (4хТВФ-100-2)
МВт	от.ед.	кВ			от.ед.		от.ед.		кВ		кВ			кВ		МВт
100	0,8	10,5			0,24		1,7		25,9		44,03			11,025		80
ТРАНСФОРМАТОР Т1 (4хТДЦ-125000)
МВА				кВ				кВ				Ом
125				10,5				242				51,5
ТРАНСФОРМАТОР Т2 (2хАТДЦТН-250000)
МВА				кВ						кВ					Ом
250				121						230					104
ВЛ- (двухцепная, провод марки АСО-300)
			L			(АРВ ПД)							(АРВ СД)
Ом/км			км			-							-
0,429			160			6							100

Ход работы:

1. Выразить исходные данные в системе относительных единиц.

2. Выполнить следующие вычислительные эксперименты:

1. Рассчитать в относительных единицах:

а) эквивалентное индуктивное сопротивление

б) реактивную мощность

в) ЭДС

2. Провести расчеты угловых характеристик генератора на при заданных коэффициентах усиления (АРВ ПД) и (АРВ СД). Для этого рассчитать:

а) статические характеристики и

б) статические характеристики и

Расчёт и для нерегулируемого генератора

По результатам расчетов в пункте 2 построить в одних осях ста- тические характеристики для АРВ ПД, АРВ СД и для нерегулируемого генератора, а также зависимости . По графикам определить граничные значения ЭДС и углов

Рисунок 2. Графические зависимости напряжения и ЭДС при разных коэффициентах усиления АРВ

Сравнить граничные углы при АРВ ПД и АРВ СД и объяснить различие между ними.

Граничные углы при АРВ СД имеют большее значение по сравнению с граничными углами АРВ ПД. Это можно объяснить тем, что характер процесса изменения угла зависит от скорости изменения тока возбуждения под влиянием регулятора. Поэтому выбором коэффициента усиления регулятора, который характе­ризует степень изменения э.д.с. генератора при изменении контролируемого регуля­тором напряжения, можно влиять на процесс изменения колебаний угла δ.

3. Рассчитать зависимости мощностей генератора при заданных ко- эффициентах усиления АРВ ПД и АРВ СД:

а) при , , и ;

б) при и .

Рисунок 3. Графические зависимости активной мощности при разных коэффициентах усиления АРВ

Рисунок 4. Графические зависимости реактивной мощности при разных коэффициентах усиления АРВ

Сравнить статические характеристики генератора при АРВ ПД и АРВ СД и объяснить (письменно) различие между ними.

Сравнивая статическую характеристику при АРВ ПД и АРВ СД, видно, что кривая СД расположена выше. Статическая характеристика при АРВ СД имеет минимальное значение, близкое к нулю, и при меньшем значении угла достигает своего наибольшего значения в отличии от статической характеристики при АРВ ПД.

Статическая характеристика при АРВ СД также быстрее достигает максимального значения, чем при АРВ ПД. Так как при АРВ СД регулирование и более глубокое, что позволяет поддерживать постоянным напряжение на выводах генератора в течение длительного времени. Из статической характеристики при АРВ ПД и АРВ СД видно, что увеличение угла δ вызывает уменьшение напряжения на шинах генератора.

4. Задавая или рассчитать при заданных коэф- фициентах усиления АРВ ПД и АРВ СД:

а) значения

б) значения предельных углов

По угловым характеристикам генератора при АРВ СД и АРВ ПД определить координаты экстремальных точек и объяснить (письменно) различие между ними.

Предел передаваемой мощности при АРВ СД больше, чем при АРВ ПД. У АРВ СД больше коэффициент усиления К_OU, значит больше Е_q и Р.

Определить пределы передаваемой мощности электропередачи при учете генератора по упрощенным математическим моделям () и ( ) и сравнить их с результатами определения пределов в п. 3. Принимая допустимую погрешность определения предельной мощности до 5%, дать письменное заключение о погрешности упрощенного учета АРВ генератора.

Вывод:

В ходе выполнения данной лабораторной работы были проведены расчеты и анализы статистических режимных характеристик одномашинной энергосистемы. Построены зависимости ЭДС, максимальных и минимальных мощностей при автоматических регуляторах возбуждения с различным видом действия (с разными коэффициентами усиления). Найдены и определены экстремальные точки и граничные условия, объяснены различия между ними при разных АРВ. Регулятор сильного действия лучше справляется со своей задачей, т.к. у него есть дополнительные каналы, по которым происходит усиление. Однако стоит отметить, что он более сложен по конструкции и его использование не всегда рационально.

Ответы на вопросы:

1. Почему рассматриваемые в работе режимные характеристики названы статическими?

Режимные характеристики называются статическими, потому что они представляют зависимость параметров режима от каких-либо других параметров и параметров системы. Эти зависимости выявляются в условиях настолько медленных изменений режима, что их можно считать независимыми от времени.

2. В чём принципиальное различие между АРВ ПД и АРВ СД?

АРВ ПД реагирует на изменение выходной величины (напряжения, тока) по сравнению с номинальным значением. АРВ СД также реагирует на изменение выходной величины, но при этом учитывает скорость и ускорение этого изменения, то есть реагирует на производную от выходной величины.

3. По каким условиям ограничена синхронная ЭДС сверху и снизу?

Ограничение обусловлено наличием технического потолка возбуждения, а также условиями нагрева обмотки возбуждения при токовых перегрузках. Ограничение вводится для предотвращения: перегрева торцевых зон обмотки статора, нарушения устойчивости работы генератора, которое может произойти при глубоком снижении тока возбуждения.

4. Как учесть ограничения на синхронную ЭДС генератора при упрощённом учёте АРВ в виде или ?

Необходимо учитывать ограничения на минимум и максимум тока возбуждения генератора и синхронной ЭДС. В зависимости от длительности перегрузки обмотки возбуждения верхняя граница синхронной ЭДС для крупных турбогенераторов находится по отношению к номинальному значению в пределах:

Нижняя граница синхронной ЭДС находится по отношению к номинальному значению в пределах:

5. Что происходит со статическими зависимостями , , , при выходе синхронной ЭДС на граничные значения?

При выходе синхронной ЭДС на граничные значения ,так как регуляторы более не в состоянии повышать ЭДС генератора. При достижении граничного угла мощность максимальна и затем начинает снижаться, так как регуляторы не могут увеличивать . поддерживается постоянной до , пока растёт. Так как при достижении , начинает падать. Зависимость при достижении меняет характер спада на более крутой.