Смекни!
smekni.com

Переходные процессы в электрических системах часть II методические указания по курсовой работе Дисц. “Переходные процессы в электрических системах” Спец. 100100, з/о Киров, 1999 удк 621. 311. 018. 782 (стр. 3 из 8)

4. Нагрузки представляют постоянными сопротивлениями, проводимостями или статистическими характеристиками, не учитывают динамические свойства нагрузок.

5. При несимметрии статорной цепи, обусловленной несимметричными короткими замыканиями, учитывается лишь прямая последовательность токов, обратная и нулевая последовательности участвуют косвенно как факторы, влияющие на величину мощностей прямой последовательности. В схему замещения рассчитываемой системы включается в месте короткого замыкания на землю шунт, сопротивление которого зависит от вида КЗ.

6. Действие АРВ учитывается упрощенно, например, постоянством напряжения на зажимах генераторов или постоянством переходной ЭДС или сверхпереходной ЭДС.

Применение иных допущений при расчетах различных режимов электрических систем позволяет даже при ручном расчете решить различные задачи.

Рассмотрим некоторые методические указания при выполнении расчетов различных режимов электрических систем для системы, схема замещения которой в общем виде приведена на рис. 3.

Схема замещения отдельных участков системы (сопротивления ветвей, мощности и сопротивления нагрузок и т. д.) представлена условно в виде прямоугольника с диагоналями.

- напряжение некоторой узловой точки системы ( обычно заданного узла нагрузки) в нормальном режиме, равное номинальному.
,
- внутренние реактивные сопротивления генераторов 1, 2, ... n, за которыми включены их соответствующие неизменные ЭДС
.

Рисунок 3

Режим генераторных станций (генераторов) описывается следующими системами уравнений:

(10)

(11)

(12)

i=1, 2, 3 ... n,

где

- активные и реактивные мощности генераторов (станций);

- собственные и взаимные проводимости ветвей схемы замещения;

- собственные и взаимные углы потерь
;

- взаимные фазовые углы, характеризующие сдвиг вектора ЭДС
по отношению к вектору
;

- абсолютные углы, определяющие положение вектора
,
относительно некоторого вектора, принятого за ось отсчета,
;

- постоянная инерции агрегата “турбина-генератор”;

- мощность, развиваемая турбиной.

В случае схемы “станция-шины неизменного напряжения” выражение (11) приобретает вид

(11, а)

и может быть изображено синусоидой со сдвигом по осям X и Y.

Для случая неявнополюсных генераторов на станции (гидрогенераторы или дизель-генераторы) в выражении (11, в) появляется дополнительная составляющая в функции

, что увеличивает максимум характеристики примерно на 10 %. Если пренебречь активной составляющей в проводимости (5¸10 %), то выражение (11, а) приобретает вид

(11, б)

В этой форме выражение удобно использовать в приближенных расчетах.

Расчету любого переходного процесса в электрической системе должен предшествовать расчет нормального режима её работы, т.е. определение

и т. д.

По результатам расчетов нормального режима можно построить характеристику мощности генератора

или использовать их в качестве начальных условий при интегрировании дифференциальных уравнений, описывающих переходной процесс в электрической системе, например уравнения (12).

Рисунок 4

Определение ЭДС

и фазовых углов
производит следующим образом.

При известных потоках мощностей в ветвях рассматриваемой схемы замещения электрической системы задаются напряжением в некоторой ее точке. За такую точку можно принять узел одной из нагрузок, имеющей напряжение U, равное номинальному. Вектор этого напряжения принимают совмещенным с вещественной осью комплексной плоскости. Модуль ЭДС каждой станции

и ее абсолютный фазовый угол зависят при заданном напряжении от падений напряжения в последовательно соединенных элементах схемы
между точкой с напряжением U и точкой приложения ЭДС
. При этом можно воспользоваться формулой, определяющей напряжение в начале линии при известном напряжении на ее конце.

Рисунок 5

(13)

где

- сопротивление участка и мощности, протекающие по нему.

Сдвиг вектора

относительно вектора напряжения
находят по формуле:

(14)

Величина ЭДС

определяется применением формулы (13) на участке приложения
, а фазовый абсолютный угол
найдется как сумма фазовых сдвигов векторов напряжений всех участков, вычисленных по формуле (14).

Для схемы электрической системы, содержащей несколько электрических станций, векторная диаграмма их ЭДС может быть представлена в виде:

Рисунок 6

Взаимные (относительные) фазовые углы, используемые в выражениях (10), (11), определяются как разности абсолютных

. При определении собственных и взаимных проводимостей схемы замещения предварительно должны быть определены сопротивления или проводимости всех нагрузок.

(15)

(16)

где

- полная мощность нагрузки;

- коэффициент мощности нагрузки;

U - напряжение в нормальном режиме.

Комплексы собственных и взаимных сопротивлений или проводимостей можно определить методом преобразования сети или методом единичных токов. Оба метода описаны в /Л. 5/. Рекомендуется применять второй метод.

Зная собственные и взаимные проводимости Y схемы замещения , можно определить углы потерь

.

;
(17)

Аналогично определяются взаимные углы

.

Рассчитав параметры нормального режима системы, можно получить характеристику мощности любой электрической станции в функции фазового угла

.

Известно, что амплитуда этой характеристики в существенной мере зависит от ЭДС машин, т. е. режима возбуждения генераторов, от типа автоматических регуляторов возбуждения (АРВ). Действие того или иного типа АРВ с достаточной для практики степенью точности может быть отображено схемой замещения синхронного генератора, т. е. соответствующей ЭДС EГ=const за некоторым сопротивлением ХГ.