Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Шпоры готов

.1.pdf
Скачиваний:
205
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
2.04 Mб
Скачать

10. Элементарная теория статической устойчивости. Математические основы анализа статической устойчивости простейшей ЭЭС и ее состояния равновесия. Уравнения возмущенного движения. Уравнения первого приближения и анализ состояний равновесия. Виды нарушения устойчивости.

11. Статическая устойчивость одномашинной системы. Уравнения первого приближения. Характеристическое уравнения и его корни. Виды нарушения устойчивости. Позиционаня модель и условия устойчивости.

Статическая устойчивость – способность системы сохранять (восстанавливать) исходный (или близкий к нему) режим при действии «малых» возмущений.

j d 2 m í2 P k dt2 Sí

При анализе рассматриваем только малые отклонения скорости ротора от синхронной:

m P

 

P

 

 

P P

 

r

c

Ò Ã

ñ

 

 

 

 

 

 

 

При отличии скорости вращения ротора от синхронной у машины появляются асинхронные свойства:

Синхронизирующие мощности(д.б.>0) :

 

 

C

PÃ Eq ,

 

 

 

 

EqUc

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

PÃ Eq' ,

 

E' U

 

cos U 2

1

 

 

 

 

 

q

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

xd'

 

 

 

c

xd'

 

 

 

PÃ U Ã ,

 

 

 

U ÃUc

 

 

 

 

C3

 

 

cos Uc2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xñ

 

 

 

xñ

С1. Без АРВ С2.АРВПД

С3. АРВ сильного действия

 

1

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xd

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

 

 

 

xd

 

В ПОЗИЦИОННОЙ модели режимы электрической системы зависят от положения ротора СГ. Наличие демпфирующих свойств не учитывается. Характеристическое уравнение:

12. Критерии статической устойчивости для сложных ЭЭС. Критерий Гурвица.

Рассмотрим систему N узлов c (N-1) уравнениями.

 

 

 

d 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jk

 

 

 

 

k

k

 

 

P

P

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

Tk

 

Ãk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

Ei Yki sin k i ki

PÃk Ek2 Ykk sin kk

Ek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i k

 

 

 

 

 

Составляем характеристический определитель (N-1)* (N-1):

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

... ...

j1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

... ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

j 2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

...

...

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

...

...

ПОРЯДОК УРАВНЕНИЯ – 2*(N-1)

 

 

 

 

a 2( N 1) a 2( N 1)

... a

a 0

2 Z

 

 

0

1

n 1

n

 

 

 

1) Для того, чтобы исходный режим был статически устойчив, необходимо, чтобы при условии

 

a0 0

, все остальные коэффициенты характеристического уравнения были положительны.

ai

0

2)Z<0 (вещественный), λ чисто мнимые.

3)Еще один критерий устойчивости – свободный член характеристического уравнения:

n

an i a0 1 n

i1

При утяжелении режима нарушение статической устойчивости носит апериодический характер, то есть появляется один положительный вещественный корень, что соответствует изменению знака свободного коэффициента.

Критерий Гурвица.

a

a

a

0

 

 

 

1

3

5

 

 

 

a0

a2

a4

0

 

 

 

0

a1

a3

a5

 

позволяет определить статически устойчивый режим или нет или количество корней

 

0

a0

a2

a4

 

 

 

 

 

характеристического уравнения.

ВСЕ ДИАГОНАЛЬНЫЕ ОПРЕДЕЛИТЕЛИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ >0!

Количество смен знаков в определителях соответствует количеству корней с положительной вещественной частью.

13. Анализ статической устойчивости сложной ЭЭС при наличии шин неизменного напряжения.

j3

E3 const

1)Записать уравнения мощностей

2)Записать уравнения движения ротора

3)Решить д.у.

P

 

 

,

2

E2

Y

sin

 

E

E

Y

sin

 

2

 

 

 

E U

c

 

Y

 

sin

1

0

13

 

E 0 Y

sin

0

10

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

11

 

 

 

11

 

 

1

 

 

 

2

 

12

 

 

 

1

 

 

 

 

12

1

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

10

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y22 sin 22

E2 E1 Y12

sin 2 1 12 E2

Uc Y23 sin 2 0 23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2 1, 2 E22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P ,

 

 

U 2

 

Y

sin

 

 

U E Y

 

sin 0

 

 

 

U E Y

 

sin 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1 2

 

 

 

 

c

 

 

33

 

 

 

 

33

 

 

c 1

13

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

13

c

 

2

 

23

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2

 

P P

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

Ã

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

1

 

P P ; k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

T 1

 

 

Ã1

1

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

;

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

T 2

 

 

à 2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2

1

 

 

 

 

 

P ;

 

 

P

 

 

 

 

 

P

 

 

 

k P P ; C C k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j1 dt2

 

 

 

 

 

 

T 1

 

 

Ã1

10

 

 

20

 

 

1

 

 

1

 

 

2

 

2

 

1

 

T1

Ã1

 

10

 

20

 

 

11

 

1

 

 

 

12

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

P

 

 

;

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

k

 

P

 

;

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

j 2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

10

20

 

 

1

 

 

2

 

2

10

20

21

1

22

2

2

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

T 2

 

 

à 2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

T 2

 

 

à 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Понятие о предельных по устойчивости режимах. Методы анализа.

1.

СМ без АРВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

Eq Uc

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

PÃ Eq ,

 

 

 

EqUc

 

cos 0

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï ð

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

СМ с АРВПД.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E' U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

P '

 

 

 

q

c

 

sin

 

1

 

 

 

 

 

Uc

 

sin(2 )

 

 

 

 

 

x'

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

Eq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PÃ Eq' ,

 

 

 

 

Eq' Uc

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos Uc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2 0

ï ð

90

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

xd

 

 

 

xd

 

 

 

3. СМ с АРВ сильного действия.

 

 

U

Ã

U

c

sin( )

U 2

x

P

 

 

 

c

d

 

 

 

 

 

 

 

 

U

Ã

 

 

 

xñ

 

 

 

 

 

2 xc xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

PÃ U Ã ,

 

 

U ÃUc

cos U 2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

xñ

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin(2 )

 

 

 

1

 

1

 

cos 2 0

 

 

 

 

 

 

xñ

 

xd

 

При наличии возбуждения увеличивается предельный угол и предельная мощность.

15. Область устойчивости и область существования установившихся режимов. Коэффициент запаса по мощности и его

нормативные значения.

P ,

1 1 2

P2 1, 2P3 1, 2

P(Po , Po )

1 2

E2

Y

sin

 

E

E

Y

sin

 

2

 

E

U

c

Y

sin

1

0

E

0 Y

sin

1

0

10

 

1

11

11

 

1

 

2

12

 

1

 

 

 

12

 

1

 

 

 

13

 

 

 

13

 

1

10

 

 

 

E2

Y

sin

22

E

2

E Y

 

sin

2

 

1

 

 

E

2

U

c

Y

 

sin

2

0

23

 

 

 

 

 

 

 

2

22

 

 

 

1 12

 

 

 

12

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uc2 Y33 sin 33 Uc E1 Y13 sin 0 1 13 Uc E2 Y23 sin 0 2 23

( 1o , 2o )

В пространстве углов аналогичным образом строится ОБЛАСТЬ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ.

Коэффициент запаса статической устойчивости по мощности. Нормальный режим, утяжеленный режим – 20%, Вынужденный – 8%

 

 

 

 

Pï ð Pî 2

 

Pï ð Pî 2

k

 

 

 

1

1

 

 

2

2

 

p

Pî

 

Pî

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

16. Учет автоматического регулятора возбуждения пропорционального действия у генератора.

 

 

C C

 

B

 

 

 

 

T T ' C T C

 

 

 

2

1

 

3

1

 

 

e

 

d

2

e 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

C1

 

B1

 

 

 

j

'

Te

 

K max

 

 

 

 

Td

 

ou

 

 

1

Te

 

 

C3 C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C C

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

3

 

 

 

 

17. Элементарная теория динамической устойчивости ЭЭС. Основные понятия. Общая характеристика методов анализа динамической устойчивости.

Задача анализа синхронной динамической устойчивости возникает при переходе электрической системы из одного установившегося режима в другой. Динамический переход сопровождается существенным изменением электрических и механических параметров режима: угла, скорости, мощности и т.д. Причины, вызывающие появление динамических переходов, приводят к резкому возникновению большого небаланса моментов на валу синхронных машин. Небаланс возникает за счет таких возмущений, как отключение генераторов, нагрузок, линий, возникновение к.з. и т.п. Так же как при нарушении статической устойчивости, нарушение динамической устойчивости приводит к возникновению асинхронного режима. Однако в результате действия устройств релейной защиты, автоматики и в силу свойств самой электрической системы после нескольких проворотов ротора генератора может произойти ресинхронизация. Чаще всего в электрической системе создается ситуация, когда ресинхронизация невозможна или асинхронный режим недопустим. Тогда производится деление электрической системы на две, работающих асинхронно, с последующей синхронизацией. Движение СМ в динамических переходах математически описывается теми же уравнениями, что и при анализе статической устойчивости. Это означает, что динамическая устойчивость также полностью определяется видом решения этого ДУ. Поскольку во время динамического перехода угол δ может изменяться в большом диапазоне, то линеаризировать зависимость Рг(δ) в правой части уравнения движения не представляется возможным. Нелинейное же ДУ аналитического решения не имеет. Поэтому методы анализа динамической устойчивости по сравнению с методами анализа статической усттойчивости должны быть другими.

Существует 2 метода анализа динамической устойчивости:

1)метод численного интегрирования уравнения движения дает в результате численную зависимость δ(t), т.е. траекторию движения ротора СМ. Вывод об устойчивости делается на основе общего представления об устойчивом движении, т.е. в зависимости от того в ограниченном диапазоне или нет лежит изменение угла δ(t).

2)Метод качественного анализа динамической устойчивости предполагает исследование некоторой вспомогательной математической функции. По характеру изменения и величине этой функции делается вывод об устойчивом или неустойчивом динамическом переходе.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]