- •Электромеханические переходные процессы (7 cеместр)
- •Тема лекции. Общие сведения об электромеханических ПереходныХ процессАх. Общая оценка устойчивости режима электрической системы
- •1. Основные положения, принимаемые при анализе
- •2. ХАрактеристики системы, содержащей любое число линейных элементов
- •3. Общая оценка устойчивости режима электрической системы
- •Лекция 2
- •Раздел 3. Практические критерии статической устойчивости
- •1. Практический критерий статической устойчивости простейшей системы
- •2. Практический критерий статической устойчивости ад
- •3. Устойчивость двух станций, работающих на общую нагрузку
- •4. Устойчивость многомашинной системы по условиям текучести или сползания режима
- •5. Станция (эквивалентный генератор), питающая через лэп нагрузку соизмеримой мощности
- •6. Косвенные (вторичные) критерии статической устойчивости простейшей системы
- •Лекция 3 Тема. Практический критерий динамической устойчивости. Метод площадей
- •1. Практический критерий динамической устойчивости
- •2. Определение предельного угла отключения
- •3. Проверка устойчивости при наличии автоматического повторного включения (апв) линий электропередачи.
- •Лекция 4 Тема. Переходные процессы при больших возмущениях
- •1. Протекание процессов при больших возмущениях задачи исследования и основные допущения
- •2. Качественная оценка относительного движения ротора генератора в наиболее характерных случаях
- •3. Решение дифференциальных уравнений относительного движения ротора генератора
- •4. Численное интегрирование уравнения движения.
- •Лекция 5 Тема. Переходные процессы при малых возмущениях. Метод малых колебаний
- •1. Основные понятия и определения
- •3. Анализ Статической устойчивости нерегулируемой электрической системы
- •Анализ Статической устойчивости нерегулируемой электрической системы с учетом электромагнитных переходных процессов в обмотке возбуждения. САмовозбуждение.
- •. Анализ Статической устойчивости нерегулируемой электрической системы с учетом электромагнитных переходных процессов в обмотке возбуждения. САмовозбуждение.
- •Лекция 6 Тема. Статическая устойчивость с учетом действия регуляторов возбуждения и скорости вращения генератора
- •1. Особенности работы различных арв. Характеристики мощности генераторов с арв
- •2. Анализ Статической устойчивости регулируемой электрической системы
- •Лекция 7 Тема. Переходные процессы в узлах нагрузки
- •1. Характеристики элементов нагрузки. Толчкообразные нагрузки Влияние толчкообразной нагрузки на работу системы электроснабжения
- •2. Резкие изменения режима в системах электроснабжения. Наброс нагрузки на электродвигатель
- •3. Переходные процессы при пуске синхронных и асинхронных электродвигателей
- •Лекция 8
- •1. Изменение частоты при набросе мощности
- •2. Статические характеристики системы при изменении частоты
- •3. Динамические характеристики системы при изменении частоты. Лавина частоты
- •Лекция 9 Тема. Асинхронные режимы, ресинхронизация и результирующая устойчивость. Мероприятия по повышению статической и динамической устойчивости
- •1. Характеристика асинхронных режимов в электрических системах
- •2.Возникновение асинхронного режима
- •3.Параметры элементов электрических систем при асинхронных режимах
2. ХАрактеристики системы, содержащей любое число линейных элементов
Выражения для определения активных и реактивных мощностей, токов и напряжений в любом элементе линейной системы при установившемся режиме или очень медленном его изменении находятся с помощью метода наложения. Для этого необходимо, чтобы все синхронные машины были представлены некоторыми постоянными сопротивлениями с приложенными за ними э.д.с., а синхронные двигатели нагрузки -некоторыми пассивными элементами. Такое простое представление генераторов и двигателей возможно и для переходных процессов, но только для какого-то одного момента времени. Однако полученные упрощенные соотношения, называемые обычно статическими характеристиками, иногда применяют и для достаточно больших интервалов времени переходного процесса.
Под собственным током понимается составляющая тока в любой ветви, вызванная действием э.д.с., приложенной в данной ветви при отсутствии (равенстве нулю) э.д.с. в других ветвях. Под взаимным током понимается составляющая тока в какой-либо ветви, вызванная действием э.д.с. в другой ветви при равенстве нулю э.д.с. во всех остальных ветвях.
Собственные и взаимные проводимости для любой схемы легко находятся или способом преобразований, или способом единичных токов.
Величины, обратные собственным проводимостям, называются собственными сопротивлениями, а величины, обратные взаимным проводимостям, - взаимными проводимостями.
При применении способа единичных токов для определения YKK, т.е. собственной проводимости какой-либо ветви k, и взаимной ее проводимости с ветвью n (n=1,2,….) Ykn поступают следующим образом. Предполагают, что к ветви kприложена некая расчетная э.д.с. ∆Еk, величина и фаза которой приняты такими, что в ветви n от действия только этой э.д.с. ( при равных нулю э.д.с. во всех остальных ветвях) протекает ток Ink = 1. Зная величину тока в ветви n, находим, что падение напряжения в ней ∆Un = InkZn = 1*Zn. Очевидно, что напряжение, приложенное в точке присоединения сопротивления Zn., равно ∆Un. Производя далее токораспределение, находим токи и напряжения во всех ветвях и в конечном счете величины тока Ikk и э.д.с. ∆Еk При этом взаимная проводимость Ynk=1/∆Еn, а собственная проводимость YKK= Ikk/∆Еk,
При определении взаимной проводимости часто получают отрицательные значения ее вещественной составляющей, т.е. – g, и соответственно для угла α = -arctg(g/b),т.е. отрицательные значения. Это может вызвать недоумение, так как у какого-либо реального элемента отрицательная составляющая проводимости может быть только в активной схеме ( при наличии в этом элементе источника энергии). Однако взаимная проводимость не характеризует реальный элемент, а представляет собой некоторый комплексный коэффициент пропорциональности между током в одной ветви схемы, а напряжением в другой ветви. Поэтому она может иметь отрицательную вещественную составляющую и в пассивных схемах. У собственных проводимостей Y11,Y22 ,определяемых как отношения тока к напряжению в данной точке схемы, активные составляющие не могут быть отрицательными, если только отдельные ветви схемы сами по себе не содержат отрицательных активных сопротивлений, т.е. некоторых источников мощности, наличие которых в данном случае из рассмотрения исключается. Таким образом, углы α 11 и α22 собственных проводимостей и их вещественные составляющие всегда положительны; угол α 12 может быть как положительным, так и отрицательным.
Определение собственных и взаимных проводимостей не представляет затруднений для любой сколь угодно сложной системы. Однако большинство расчетов, проводимых для определения распределения токов, напряжений, мощностей, в особенности расчетов статической и динамической устойчивости, требует упрощения расчетных схем электрических систем.
Комплекс полной мощности, выдаваемая источником ветви определяется как
Примем
Тогда выражения активной и реактивной мощностей запишутся в виде
Для реактивной мощности
ОСУЩЕСТВИМОСТЬ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА
Режим, который должен установиться после возмущения и последующего переходного процесса, требует для своего осуществления баланса мощности.
Практика работы современных энергетических систем, параметры которых лежат в определенных диапазонах, позволяет установить закономерности, которыми может и должен пользоваться инженер в своей работе. Так, известно, что:
изменение активной мощности, вырабатываемой генераторами, главным образом влияет на изменение частоты в системе, оказывая сравнительно небольшое влияние на напряжение;
изменение реактивной мощности, выдаваемой устройствами, ее генерирующими, влияет в основном на изменение напряжения в системе (уровень напряжения и напряжения в отдельных точках системы).
Необходимость баланса активной и реактивной мощностей приводит к следующему правилу. В установившемся режиме графические зависимости Рг = φ1(П) и Рг = φ2(П) (где П – некоторый параметр режима) всегда имеют общую точку, пересекаясь между собой или хотя бы касаясь друг друга, при П = П1. При этом зависимости Qг = ψ1(П) и Q = ψ2(П) также имеют общую точку при том же значении П = П1. Такой графо-аналитический способ определения параметров установившегося режима широко применяется на практике.