Расчет исходного установившегося режима

 

Генератор при расчётах в схеме замещения представляется индуктивным сопротивлением Х_Г и приложенной за ним ЭДС Е_Г. Величины сопротивления и ЭДС зависят от типа генератора, отсутствия или наличия АРВ и способа регулирования.

1) При отсутствии АРВ: Х_Г=Х_d=1,88 о.е.; Е_Г=Е_q – синхронные сопротивления и ЭДС.

Расчёт величин ведётся по формуле:

 

о.е,

 

где ;

По формуле

 

;

 

определяются углы d₀, d^’₀, d_0U, характеризующие сдвиг вектора соответствующей ЭДС Е_Г относительно вектора напряжения U_H.

 

.

 

2) При наличии АРВ ПД: Х_Г=Х_d'=0,27 о.е.;   Е_Г=Е' – переходные сопротивления и ЭДС.

 

о.е.;

 

3) При наличии АРВ СД: Х_Г=0;   Е_Г=U_Г – напряжение генератора.

 

.

 

Продольная составляющая переходной ЭДС:

 

По рассчитанным значениям ЭДС и углов и заданному значению U_*н=1 в координатной плоскости (d, q) в масштабе строим векторную диаграмму

 

Рисунок 3 – Векторная диаграмма неявнополюсного генератора

 

Расчет статической устойчивости

 

При выполнении расчётов предполагается, что устройства АРВ безинерционны и обеспечивают отсутствие самораскачивания. Предел передаваемой мощности определяется максимумом статической угловой характеристики мощности . Учёт действия устройств АРВ производится путём введения соответствующих ЭДС Е_Г=const, приложенных за соответствующими сопротивлениями Х_Г.

Коэффициент запаса статической устойчивости по мощности определяется как

 

 

1) При расчёте запаса статической устойчивости при отсутствии АРВ турбогенератор представляется в схеме замещения синхронным индуктивным сопротивлением по продольной оси X_d и приложенной за ним синхронной ЭДС E_q. Угловая характеристика мощности при этом имеет вид

 

 

где P_mEq – идеальный предел мощности нерегулируемой передачи;

 

;

;

.

2) Идеальный предел передаваемой мощности при наличии АРВ ПД определяется приближённо и без учёта явнополюсности при Е'_q=const и Х_Г=Х'_d=0,37.

 

.

 

3) При наличии АРВ СД (U_Г=const; Х_Г=0)

 

 

Рисунок 4 – Характеристики мощности

Вывод: наличие АРВ разных видов увеличивает запас статической устойчивости рассматриваемой электропередачи; наибольший запас статической устойчивости имеет место при наличии АРВ СД.

Расчёт динамической устойчивости

Общие положения

Исследования динамической устойчивости (ДУ) основываются на методах численного решения дифференциального уравнения относительного движения ротора генератора.

При выполнении упрощённых расчётов принимаются следующие основные допущения:

- мощность турбины считается неизменной в течении всего переходного режима;

- мощность, вырабатываемая генератором, считается изменяющейся мгновенно при изменении в схеме электропередачи в следствии КЗ или коммутации;

- апериодические моменты, обусловленные потерями мощности, не учитываются.

С учётом указанных допущений, для простейшей схемы электропередачи, дифференциальное уравнение относительного движения ротора может быть записано в виде:

 

,

 

где Т_j (c) – постоянная инерции ротора генератора; t (c) – время; f₀ =50 Гц;

d (эл. град); Р₀=Р_Н – мощность турбины.

Электрическая мощность генератора Р без учёта явнополюсности определяется по угловой характеристике мощности

 

где  – взаимное сопротивление между точкой приложения ЭДС Е' и шинами системы U_H для состояния «n» схемы.

Величина  представляет собой ускорение рассматриваемого генератора.

В данной курсовой работе выполняются два расчёта динамической устойчивости электропередачи: без учёта (приближённый расчёт по правилу площадей и методом последовательных интервалов) и с учётом реакции якоря генератора и действия АРВ (уточнённый расчет методом последовательных интервалов).