Название: вероятностные модели режимов ээс(Гамм А.З)

Жанр: Информатика

Просмотров: 1554


2.3. электромеханические неустановившиеся

режимы ЭЭС

Теоретические сведения

Метод фазовой плоскости и его использование

Уравнение фазовых траекторий, записанное относительно реального времени:

,

где t – реальное время, с;

0 – предел активной мощности в послеаварийном режиме в относительных базисных (номинальных) единицах;

Tj – постоянная механической инерции ротора в секундах, приведенная к базисной (номинальной) мощности;

d1 – задаваемый угол ротора генератора для каждой фазовой траектории при Dw=0;

d – текущее значение угла ротора генератора.

При вычислении координат фазовых траекторий в выражение углы ротора подставляются в радианах.

Уравнение фазовой траектории в аварийном режиме при постоянстве избыточной мощности (момента)

,

где ;

;

Tj и – выражаются в радианах.

Анализ относительного движения ротора генератора

при малых возмущениях

Уравнение движения ротора синхронной машины с учетом синхронного и асинхронного (демпферного) моментов

,

или с учетом MT = const и линеаризации

            ,     (*)

где – приращения момента турбины, синхронного и асинхронного моментов соответственно;

– синхронизирующая мощность генератора в рассматриваемом исходном режиме;

Pd – коэффициент демпфирования.

Решение уравнения (*)

где С1, С2 – постоянные интегрирования;

P1, P2 – корни характеристического уравнения соответствующего дифференциальному уравнению (*)

;

; ;

Dd0 – начальное возмущение – отклонение угла ротора от ис-

                ходного состояния;

b – коэффициент затухания;

a – коэффициент изменения фазы;

g – частота свободных колебаний.

Применение фазового регулирования

в установившихся и неустановившихся режимах

Определение величины фактического результирующего угла электропередачи при фазовом регулировании

,

где dz – угол сдвига фаз напряжений электропередачи, обуслов ленный падением напряжения при протекании токов по ее элементам;

dN – угол сдвига, обусловленный группами соединения транс форматоров;

– угол, введенный фазосдвигающим устройством.

Величина недоиспользования пропускной способности двух параллельно включенных неоднородных линий

,

где Pm1, Pm2 – пределы активной мощности первой и второй линии;

PmS – суммарный предел мощности двух неоднородных линий при их параллельной работе;

P’’m1, P’’m2 – пределы взаимных мощностей линий;

 – углы, дополняющие углы взаимных сопротивлений линий до 90 градусов.

Относительное недоиспользование пределов мощности двух неоднородных линий равной пропускной способности

.

Относительное недоиспользование суммарного предела n-параллельных неоднородных линий

,

где yэ – модуль эквивалентной результирующей проводимости

n-параллельных линий;

yi – модуль проводимости i-й линии;

– комплексная проводимость i-й линии.

Угол ротора генератора, при котором возможно успешное по условиям динамической устойчивости АПВ при дискретном фазовом сдвиге, равном n в одноцепной электропередаче ()

,

где P0 – мощность генератора в исходном режиме;

– угол фазового сдвига;

d0 – угол ротора генератора в нормальном режиме до возмущения;

 – относительное значение мощности исходного режима в долях от предельной мощности.

Задачи

Задача 1

Определить процент недоиспользования активной мощности цепи из параллельно включенных индуктивного и активного сопротивления равной величины.

Решение

Для индуктивного сопротивления

.

Для активного сопротивления

Ответ: 29.3 \%.

Задача 2

Определить, на сколько процентов можно повысить суммарный предел мощности трех параллельно включенных линий 220 кВ. Параметры линий: АСО3х120, l1 = 150 км, АСО3х240, l2 = 180 км, АСО3х300, l2 = 200 км.

Упражнения

Упражнение 1

Электропередача состоит из генератора, двух трансформаторов и двухцепной воздушной линии, которая подключена к мощной системе. В начале одной из цепей линии произошло трехфазное короткое замыкание. Определить предельное время отключения короткого замыкания по условию сохранения динамической устойчивости с использованием метода площадей (энергий) и метода фазовой плоскости.

Параметры элементов системы и режима, поведенные к активной мощности исходного режима и напряжения системы следующие: P0 = 1; Q0 = –0.053 (у шин системы); x’d = 0.513;

xT1 = 0.127; xT2 = 0.15; xL1 = 0.55; xL2 = 0.45; T*j (б) = 10,78 с.

Ответ: tоткл.пр=0.071 с.

Упражнение 2

Генератор выдает электрическую энергию в мощную систему. Eq = 1.07; Uc = 1; Tj = 10 с; Pd = 50; xdS = 1,8.

Регуляторы возбуждения и скорости не работают.

а) проверить статическую устойчивость электрической системы и найти частоту и период собственных колебаний ротора для следующих исходных данных: d0 = 0; d0 = 60°; d0 = 90°; d0 = 100°;

б) для указанных режимов рассчитать и построить зависимость Dd(t) без учета и с учетом асинхронного момента.

 

Упражнение 3

Генератор связан с системой через трансформатор и одноцепную линию электропередач 220 кВ.

Параметры: генератор Pном = 200 МВт; cosj = 0.9; Uн = 10кВ; xd = 1.5; x¢d = 0.33; Tj = 9 с. Трансформатор: Sном = 240 МВ×А, 10.5/220 кВ; Uк = 12 \%. Линия: длина 160 км, x0 = 0.4 Ом/км.

В систему передается активная мощность  = 150 МВт при  = 0 МВт.

Определить: а) допустимое время перерыва питания по условиям сохранения динамической устойчивости; б) то же, но с учетом применения дискретного фазового регулирования на угол кратный 120 эл. градусов.

Упражнение 4

Станция работает на систему бесконечной мощности через электропередачу (рис. 2.2). Внезапно отключается одна линия. Определить сохраняется ли динамическая устойчивость генератора после отключения линии. Решение задачи выполнить методом фазовой плоскости и методом площадей проверить полученные результаты.

 

Рис. 2.2. Схема электропередач

Параметры элементов: xd = 1,6; x¢d = 0,5; xт1 = 0,2; xт2 = 0,26;

xл1 = xл1= 0,8; Р0 = 0,8; Q0 = 0,4; Tjг = 7 с; Uс = 1.

Упражнение 5

Определить предельное по условию устойчивости время перерыва передачи мощности в систему (рис. 2.3). Применить метод фазовой плоскости и метод площадей. Параметры ЛЭП:

х0 = 0,4 Ом/км; l = 60 км.

Параметры генератора: Pном = 100 МВт; Uном = 10 кВ; cosjном = 0,8; xd = 1,6; x¢d = 0,3; Tj = 8 с.

Параметры трансформатора: Sном = 120 МВ×А; kT = 10,5/120;

Uk = 8 \%.

Рис. 2.3