Составление схемы замещения и определение ее параметров

Задание

 

1 Для заданной простейшей схемы электропередачи определить запас статической устойчивости по идеальному пределу мощности при передаче от эквивалентного генератора G₁ в систему GS мощности S₀.

1.1 Генераторы не снабжены автоматическими регуляторами возбуждения (АРВ), явнополюсность гидрогенераторов не учитывается.

1.2 Генераторы не имеют АРВ (с учетом явнополюсности гидрогенераторов).

1.3 Генераторы снабжены АРВ пропорционального типа (с учетом явнополюсности гидрогенераторов).

1.4 Генераторы имеют АРВ сильного действия (с учетом явнополюсности гидрогенераторов).

2 Определить запас статической устойчивости по действительному пределу передаваемой мощности с учетом нагрузки и без АРВ на генераторах (с учетом явнополюсности гидрогенераторов).

3 Выполнить расчет динамической устойчивости при трехфазном КЗ и двухфазном КЗ на землю на заданной линии при наличии АРВ пропорционального типа на генераторах.

3.1 Рассчитать и построить угловые характеристики мощности нормального, аварийного и послеаварийного режимов в простейшей схеме электро-передачи.

3.2 Определить предельные углы отключения при коротких замыканиях графически и аналитически.

3.3 Произвести численные расчеты динамических переходов и построить зависимости изменения угла для обоих видов короткого замыкания (КЗ).

3.4 Вычислить предельное время отключения КЗ.

статический генератор электропередача мощность

Исходные данные

 

Рисунок 1 – Электрическая схема системы

 

Таблица 1 – Параметры станции 1 (ГЭС)

Количество генераторов n1	Номинальная мощность генератора Sном, МВ·А	Коэффициент мощности	Номинальное напряжение Uном, кВ	Сопротивление в относительных единицах			, с
				, о. е.	, о. е.	, о. е.
3	68,75	0,85	13,8	0,32	0,77	0,3	7

 

Таблица 2 – Параметры станции 2 (ТЭС)

Количество генераторов n2	Номинальная мощность генератора Sном, МВ·А	Коэффициент мощности	Номинальное напряжение Uном, кВ	Сопротивление в относительных единицах			, с
				, о. е.	, о. е.	, о. е.
6	353	0,85	20	0,3	2,22	0,238	6,3

 

Таблица 3 – Параметры подстанции 1 (ПС1)

Количество трансформаторов n1	Номинальная мощность одного, Sном, МВ·А	Номинальное напряжение	Напряжение короткого замыкания uК, %
3	80	242/13,8	11

Таблица 4 – Параметры подстанции 2 (ПС2)

Количество трансформаторов n2	Номинальная мощность одного, Sном, МВ·А	Номинальное напряжение	Напряжение короткого замыкания uК, %
6	400	235/20	10,7

 

Таблица 5 – Параметры линии электропередачи (W)

Передаваемая мощность Р0, МВт	Коэффициент мощности	Номинальное напряжение Uном, кВ	Длина, км	Удельное сопротивление , Ом/км
145	0,96	220	250	0,39

 

Таблица 6 – Параметры нагрузки

Активная мощность Рн, МВт	Коэффициент мощности
1700	0,91

 

 

Введение

 

Одним из важнейших показателей качества электроснабжения потребителей является его надежность как в установившихся режимах работы ЭЭС, так и в переходных процессах.

Необходимость выполнения условий, обеспечивающих устойчивую параллельную работу генераторов ЭС, диктуется требованиями надежного, бесперебойного электроснабжения.

Если учесть, что мощности современных ЭЭС и объединений достигают десятков и сотен МВт, а нарушение устойчивой работы приводит к потере значительной части генерирующих мощностей электростанций, то важность расчета и оценки статической и динамической устойчивости, обоснованного выбора мероприятий по устранению возможных неустойчивых режимов очевидна.

В процессе выполнения работы приобретаются навыки определения устойчивости электропередачи со станциями как без АРВ, так и с АРВ различных типов. Рассматриваются основные виды устойчивости электрической системы и причины, которые могут привести к ее нарушению.

 

 

Составление схемы замещения и определение ее параметров

 

Расчет начинается с составления схемы замещения электроэнергетической системы и проводится в относительных единицах при базисных условиях и точном приведении параметров схемы к выбранной ступени напряжения, т.е. с учетом действительных коэффициентов трансформации. Активными сопротивлениями пренебрегаем.

За базисное напряжение примем напряжение на шинах эквивалентной системы GS бесконечной мощности (обладающей бесконечным регулирующим эффектом нагрузки, что приводит к неизменности напряжения на шинах эквивалентной системы) U_б1=220 кВ. Базисную мощность примем равной S_б =1000 МВ∙А.

Определим базисные напряжения других ступеней, кВ,

 

;

 

Определим сопротивления элементов:

– G1:

 

,

 

где – синхронная реактивность генератора по продольной оси, о. е.;

– номинальная мощность генератора, МВ·А;

– номинальное напряжение генератора, кВ;

n₁ – количество генераторов;

– G2:

;

 

– Т1:

 

,

 

где – напряжение короткого замыкания, %;

– номинальная мощность трансформатора, МВ·А;

– номинальное напряжение трансформатора, кВ;

n₁ – количество трансформаторов;

– Т2:

 

;

 

– W:

 

,

 

где – удельное сопротивление линии, Ом/км;

– длина линии, км.

Представим номинальную полную мощность нагрузки и мощность, подтекающую к шинам неизменного напряжения, в виде суммы активной и реактивной составляющих, о. е.,

 

 

Пересчитаем напряжение основной ступени в относительные единицы:

 

 

Представим схему замещения на рисунке 2.

 

Рисунок 2 – Исходная схема замещения