Министерство высшего образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

__________________________________________________________________

Инженерная школа энергетики
Направление подготовки	13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отделение электроэнергетики и электротехники

Электромеханические переходные процессы

Вариант 262

Лабораторная работа №3

«Выбор управляющих воздействий по условиям сохранения динамической устойчивости»

Обучающийся

Группа	ФИО	Подпись	Дата
5а б			06.12.19

Руководитель

Должность	ФИО	Подпись	Дата
Профессор ОЭЭ	Исаев Ю.Н.

Томск – 2019

Цель работы:

Освоить методологию выбора управляющих воздействий, направленных на сохранение динамической устойчивости энергосистем. Научиться проводить расчеты динамической устойчивости энергосистем с помощью компьютера.

Исходные данные для расчетов:

Рисунок 1 – Исходная одномашинная система

Длина линии L, напряжение на шинах приемной системы и передаваемая активная мощность от генератора в нормальном установившемся режиме по таблицам 1,2,3:

Таблица 1 – Длина линии

№ варианта	4
L, км	180

Таблица 2 – Напряжение на шинах системы

№ варианта	3
	116

Таблица 3 – Передаваемая мощность

№ варианта	1
	200

Порядок работы:

1. Выразить исходные данные в системе относительных единиц.

I – ступень ШБМ; II – ступень точки КЗ; III – ступень генератора Г

Определим реактивные сопротивления эквивалентных элементов схемы замещения

Для генератора:

Для трансформаторов Т1 и Т2:

Для ВЛ:

Определим постоянную инерции, демпферный коэффициент и величину активной мощности генератора:

2. Проводим расчет нормального установившегося режима энергосистемы

Рисунок 2 – Схема замещения энергосистемы в нормальном режиме

Находим эквивалентное сопротивление, угол между векторами , и реактивную мощность генератора для нормального режима:

Вычисляем величину переходной ЭДС E’ и начальное значение угла генератора:

Рассчитываем угловую характеристику генератора при изменении угла :

3. Производим расчет аварийного режима энергосистемы, который возникает в результате двухфазного кз на землю в начале одно из цепей линии.

Рисунок 3 – Схема замещения энергосистемы в аварийном режиме

В схеме замещения аварийного режима к точке КЗ присоединен шунт, составленный из результирующих сопротивлений обратной и нулевой последовательностей.

Рисунок 4 – Схемы замещения для расчета шунта: обратной последовательности (а); нулевой последовательности (б)

Сопротивления обратной и нулевой последовательности, и сопротивление шунта рассчитываются как:

Результирующее сопротивление для схемы замещения по рисунку 3 и угловая характеристика генератора:

Производим расчет послеаварийного установившегося режима энергосистемы, который возникает после отключения поврежденной цепи линии.

Рисунок 5 – Схема замещения энергосистемы в послеаварийном режиме

Найдем эквивалентное сопротивление схемы для послеаварийного режима:

Угловая характеристика генератора при изменении угла от 0 до 180 градусов:

4. Рассчитываем критический и предельный углы отключения поврежденной цепи линии.

Предельный угол отключения определяется из условия равенства площадок ускорения и возможного торможения.

5. Построим на одном графике угловые характеристики нормального, аварийного и послеаварийного режимов. Обозначаем , а также площадки ускорения и возможного торможения.

Рисунок 6 – Угловые характеристики нормального, аварийного и послеаварийного режимов

6. Выполняем расчет переходных режимов.

1. При сохранении динамической устойчивости;

2. При нахождении энергосистемы на границе динамической устойчивости;

3. При нарушении динамической устойчивости

Решим эту задачу с помощью добавок к предельному углу отключения , примем их равными 20 градусам.

Соответственно для первого, второго и третьего случаев.

• При сохранении динамической устойчивости:

Рисунок 7 – Переходный процесс в случае сохранения динамической устойчивости

• При нахождении энергосистемы на границе динамической устойчивости;

Рисунок 8 – Переходный процесс в случае нахождения энергосистемы на границе динамической устойчивости

• При нарушении динамической устойчивости

Рисунок 9 – Переходный процесс в случае нарушения динамической устойчивости