Санкт-Петербургский Политехнический университет имени Петра Великого

Институт Энергетики

Высшая школа высоковольтной энергетики

Лабораторная работа по дисциплине:

«Режимы работы и эксплуатации энергосистем»

по теме:

«Исследование каналов АРВ. Исследование блока частоты и канала по отклонению частоты»

Выполнили студенты гр.

Проверил: профессор

Попов М.Г.

Санкт-Петербург

2024

Оглавление

1 Цель работы 3

2 Исходные данные 3

3 Результаты исследования 9

ВЫВОД 17

1 Цель работы

Целью работы является:

1. Исследование каналов АРВ, а именно исследование блока частоты и канала по отклонению частоты.

2. Выявление характера зависимости предельной активной мощности до потери устойчивости от коэффициента усиления канала системной стабилизации по отклонению частоты.

2 Исходные данные

Номинальные напряжения узлов:

Номинальные параметры генератора ТВФ-110-2ЕУ3:

Номинальные параметры системы:

Номинальные параметры ЛЭП:

В качестве линии приняты четыре параллельные ветви проводами марки АС-240/32.

Номинальные параметры трансформатора ТДЦ-125000/110 (справочные):

Расчетные параметры трансформатора ТДЦ-125000/110

Полное сопротивление трансформатора, приведенное к низкой стороне:

Активное сопротивление трансформатора, приведенное к низкой стороне:

Реактивное сопротивления трансформатора, приведенное к низкой стороне:

Поперечная полная проводимость, приведенная к низкой стороне:

Поперечная активная проводимость, приведенная к низкой стороне:

Поперечная реактивная проводимость, приведенная к низкой стороне:

Теперь найдем параметры вторичной обмотки, приведенные к низкой стороне.

Активное сопротивление вторичной обмотки, приведенное к низкой стороне:

Реактивное сопротивление вторичной обмотки, приведенное к низкой стороне:

Для модели необходимо рассчитать активные сопротивления и индуктивности обмоток.

Активное сопротивление первичной обмотки:

Реактивное сопротивление первичной обмотки:

Индуктивность первичной обмотки:

Активное сопротивление и индуктивность на холостом ходу:

Теперь рассчитаем параметры вторичной обмотки, приведенные к высокой стороне:

Для измерения угла между ЭДС генератора и ЭДС системы использовался следующий алгоритм:

1) с помощью измерительных блоков измерялись синусоидальные значения напряжения на шинах системы и на шинах генератора;

2) с помощью блока Fourier (50 Гц, 1ая гармоника) эти напряжения преобразовались в векторные величины с каким-то значением угла;

3) с помощью load angle с измерительной шины генератора выводился угол между ЭДС генератора и напряжением на шинах генератора;

4) для измерения угла ЭДС системы необходимо посчитать падение напряжения на сопротивлении системы и тогда Ec = Uc + Ic *Rс+Lс*dic/dt;

5) δ = load angle + угол напряжения генератора - угол ЭДС системы.

Методика исследования блока по отклонению частоты следующая:

1) Все каналы регулирования кроме исследуемого выведены (закомментированы). Однако, в ходе исследования конкретно данный блок при разных коэффициентах усиления не способен в одиночку отрегулировать ток возбуждения таким образом, чтобы не нарушалась устойчивость. Скорость вращения ротора всегда устанавливается чуть выше 1 о.е., из-за чего происходит нарушение устойчивости. Поэтому коэффициенты усиления остальных каналов регулирования подобраны таким образом, чтобы они были минимальны и сохранялась устойчивость при выдаче генератором номинальной мощности (1 о.е.).

Рисунок 2 - Осциллограмма угла между ЭДС генератора и ЭДС системы (Ky = 2, P = 0,1 о.е.) при закомментированных блоках

2) При различных коэффициентах усиления блока по отклонению частоты необходимо найти предельную активную мощность, вырабатываемую генератором, при котором возникают устойчивые колебания (нарушается устойчивость).

3 Результаты исследования

Рисунок 3 – Осциллограмма угла между ЭДС генератора и ЭДС системы (Ky = 0, P = 4125 МВт)

Рисунок 4 – Активная мощность генератора (Ky = 0, P = 4125 МВт)

Рисунок 5 – Осциллограмма угла между ЭДС генератора и ЭДС системы (Ky = 17, P = 1895 МВт)

Рисунок 6 – Активная мощность генератора (Ky = 17, P = 1895 МВт)

Рисунок 7 – Осциллограмма угла между ЭДС генератора и ЭДС системы (Ky = 34, P = 1035 МВт)

Рисунок 8 – Активная мощность генератора (Ky = 34, P = 1035 МВт)

Таблица 1 – Значение мощности нагрузки от коэффициента усиления

Ky	P, МВт
0	4125
2	3640
4	3200
6	2920
8	2655
10	2430
12	2260
14	2100
16	1960
17	1895
18	1830
20	1715
22	1615
24	1515
26	1420
28	1335
30	1245
32	1155
34	1035

Рисунок 12 – График зависимости мощности нагрузки, при которой возникают устойчивые колебания, от коэффициента усиления

ВЫВОД

В ходе проведенного исследования блока по отклонению частоты автоматического регулятора возбуждения генератора было выявлено, что при увеличении коэффициента усиления уменьшается минимальная мощность нагрузки, при которой начинают возникать незатухающие колебания. Изменение коэффициента усиления позволяет регулировать ток возбуждения для достижения установившегося режима при разных мощностях нагрузки. При достижении определённого коэффициента усиления (K_у = 35) начинают возникать колебания мощности с возрастающей амплитудой.

Также одного лишь канала регулирования по отклонению частоты недостаточно для успешного регулирования тока возбуждения, чтобы получить установившийся режим без колебаний.