Расчет и анализ статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра: “Электрические системы”

Курсовая работа

Тема: «Расчёт и анализ статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы»



Содержание

Введение

1. Разработка схемы и определение основных параметров электростанций

2. Составление комплексной схемы замещения и расчет 3-х установившихся режимов электрической системы

3. Построение 3-х угловых характеристик и определение предела передаваемой мощности для нормальной и ремонтно-аварийной схем энергосистемы по условиям статической устойчивости

4. Расчет предельного времени отключения короткого замыкания

5. Определение критического напряжения и запаса устойчивости узла нагрузки по напряжению в аварийном режиме энергосистемы с арв и без арв на генераторах

Заключение

Список использованных источников

Введение

Для надежного функционирования электроэнергетики необходимо обеспечить устойчивость параллельной работы электростанций и энергосистем. Нарушение их устойчивости приводит к погашению большого числа потребителей электроэнергии, повреждению оборудования и другим отрицательным последствиям. Поэтому расчеты и анализ режимов и устойчивости работы энергосистемы являются неотъемлемой частью работы, выполняемой как при проектировании, так и в условиях эксплуатации систем с целью обоснованного выбора структуры сети, определения пропускной способности линий электропередачи, выбора параметров релейной защиты и автоматики.

Статическая устойчивость - это способность электроэнергетической системы самостоятельно восстанавливать исходный установившийся режим после малых возмущений или режим, весьма близкий к исходному, если возмущение не снято. Динамическая устойчивость - это способность электроэнергетической системы восстанавливать после большого возмущения исходное состояние или практически близкое к нему.

В ходе данной курсовой работы будут определены коэффициенты запасов статической устойчивости энергетической системы при различных видах автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) на генераторах станции, оценки влияния АПВ на динамическую устойчивость нагрузки, определено предельное время отключения короткого замыкания на линии, оценено время отключения возмущения, определены критические напряжения и запас статической устойчивости узла нагрузки в сложной системе по критерию dДQ/dU<0.

Расчет проведен на ПЭВМ с помощью программы MUSTANG, MS-Excel (графические объекты).



1. Разработка схемы и определение основных параметров электростанций

Исходные данные: вариант № 92, схема рис.1.1 б [1]

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема сложной энергосистемы

При исследовании схемы рис.1.1 в качестве генератора (Г) принимаем генератор типа ТГВ-300, трансформатора (Т4) - ТДЦ-400000/330.

Паспортные данные электрооборудования схемы приведены в таблицах 1.1 - 1.4.

Таблица 1.1 - Параметры генераторов

Наименование показателей	Единицы измерений	Обозначение	Величина показателя
			Ст	ЭС	Ген.
1	2	3	4	5	6
Номинальная мощность	МВт	Pн	200	8000	300
Номинальный коэффициент мощности	-	сosн	0,85	0,85	0,85
Постоянная инерции	c	Тj	6,8	9,7	7
Синхронное сопротивление	%	Хd	186,2	-	219,5
Переходное сопротивление	%	Хd'	31	31	30
Сопротивление обратной последовательности	%	Х2	24,9	-	23,8
Номинальное напряжение	кВ	Uн	15,75	110	20
Количество	шт.	nГ	2	-	1

Таблица 1.2 - Параметры трансформаторов

Наименование показателя	Единицы измерения	Обозначение	Величина показателя
			Т1	Т2	Т3	Т4
Номинальная мощность	МВ·А	Sн	250	250	40	400
Номинальное напряжение	В Н	кВ	Uн	347 15,75	347 115	330 10,5	347 20
Потери мощности КЗ	кВт	Pk	615	595	170	900
Напряжение КЗ	%	Uк	11	11	11	11
Потери мощности ХХ	кВт	Pxx	250	240	75	340
Ток холостого хода	%	Ixx	0,45	0,45	1,4	0,4
Количество	шт.	nТ	3	4	4	1

Таблица 1.3 - Параметры линий

Наименование показателя	Единицы измерения	Обозна-чение	Величина показателя
			Л3	Л1	Л2	Л4
Марка провода	-	-	2АС-240/32	2АС-300/39	2АС-400/51	2АС-500/64
Длина	км	L	145	95	115	95
Активное сопротивление	Ом/км	Ro	0,06	0,048	0,038	0,03
Реактивное сопротивление	Ом/км	Xo	0,331	0,328	0,323	0,32
Активная проводимость	мСм/км	go	0,00345	0,00271	0,00202	0,00152
Реактивная проводимость	мкСм/км	bo	3,38	3,41	3,46	3,5

Таблица 1.4 - Величины нагрузок

Наименование показателя	Единицы измерения	Обозначение	Величина показателя
			S1	S2	S3
Нагруз-ка	Активная	МВт	Pн	90	95	105
	Реактивная	МВар	Qн	70	75	85



Расчет параметров схемы замещения

Синхронное сопротивление генераторов станции С_т:

;

Переходное сопротивление генераторов станции С_т:

;

Сопротивление обратной последовательности генераторов станции С_т:

;

Переходное сопротивление генераторов энергосистемы:

;

Переходное сопротивление генератора Г:

;

Сопротивление обратной последовательности генератора Г:

.



где U_н - номинальное напряжение генератора, кВ;

Р_нг - номинальная активная мощность генератора, МВт;

cos - номинальный коэффициент мощности генератора;

Параметры трансформаторов:

Трансформаторы представляются в схеме замещения Г-образной схемой.

Трансформатор №1

Активное сопротивление:

;

Реактивное сопротивление:

;

Активная проводимость:

;

Реактивная проводимость:

.

где Uн - номинальное напряжение высшей обмотки трансформатора, кВ;

Рк - потери короткого замыкания активной мощности трансформатора, МВт;

Uк_% - напряжение короткого замыкания, %;

ДР_xx - потери холостого хода активной мощности трансформатора, МВт;

I_xx% - ток холостого хода, %;

S_н - номинальная мощность трансформатора, МВ·А;

n_т - количество трансформаторов, шт.

Трансформатор №2

Активное сопротивление:

;

Реактивное сопротивление:

;

Активная проводимость:

;

Реактивная проводимость:

.



Трансформатор №3:

Активное сопротивление:

;

Реактивное сопротивление:

;

Активная проводимость:

;

Реактивная проводимость:

.

Трансформатор №4:

Активное сопротивление:

;

;



Активная проводимость:

;

Реактивная проводимость:

.

Коэффициенты трансформации К_т для трансформаторов получаем как отношение U_вн к U_нн.

Сопротивления и проводимости ЛЭП

Линии электропередач представляются П-образной схемой замещения, параметры которой вычисляются с использованием удельных значений сопротивления и проводимости. Сопротивления и проводимости ЛЭП вычислим по следующим формулам (стр.13 [1]):

R_л=R_ол?L_л;

X_л=X_ол?L_л;

g_л=g_ол?L_л;

b_л=b_ол?L_л.

где R_oл и Х_ол - удельные активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км;

g_oл и b_ол - удельные активная (потери на корону) и емкостная (зарядная мощность) проводимости линии, См/км;

L - длина линии, км.

Линия Л1

R₁=0,048145=6,96 Ом;

X₁=0,328145=47,56 Ом;

g₁=0,027110^-6145=3,9295 мкCм;

b₁=3,4110^-6145=494,45 мкCм.

Линия Л2:

R₂=0,03895=3,61 Ом;

X₂=0,32395=30,685 Ом;

g₂=0,020210^-695=1,919 мкCм;

b₂=3,4610^-695=328,7 мкCм.

Линия Л3:

R₃=0,06115=6,9 Ом;

X₃=0,331115=38,065 Ом;

g₃=0,034510^-6115=3,9675 мкCм;

b₃=3,3810^-6115=388,7 мкCм;

Линия Л4:

R₄=0,0395=2,85 Ом;

X₄=0,3295=30,4 Ом;

g₄=0,015210^-695=1,444 мкCм;

b₄=3,510^-695=332 мкCм;

Постоянная механической инерции станции Ст:



T_jст=T_jP_нn_т=6,82002=2720 МВтс;

Постоянная механической инерции генератора Г:

T_jг=T_jP_нn_т=73001=2100 МВтс.

Расчёт будем производить в программе Mustang, поэтому перевод в относительные единицы не требуется.

2. Составление комплексной схемы замещения и расчет 3-х установившихся режимов электрической системы (нормальная схема с арв и без арв генераторов, ремонтная схема с арв на генераторах)

Статическая устойчивость электроэнергетической системы - ее способность самостоятельно восстанавливать исходный установившийся режим при малых возмущениях или режим, весьма близкий к исходному, если возмущение не снято. Поскольку в электрической системе постоянно происходят малые возмущения, то статическая устойчивость является необходимым условием ее функционирования. Статическую устойчивость системы будем оценивать по критерию (стр.31 [1]):

,

где - активная мощность исследуемой i - станции (генератора);

- угол сдвига векторов ЭДС i - й и j - й станции (генератора).

Расчет нормальной схемы электрической системы без АРВ пропорционального действия на генераторах станции



Рисунок 2.1 - Комплексная схема замещения энергосистемы

Схема замещения представлена на рисунке 2.1. В расчетах статической устойчивости генератор Г в 8-м узле представляем генератором с внутренним сопротивлением Х'_dг=0,34 и добавляем точку 9, т.о. сопротивление генератора Г (ветвь 8-9) в режиме с АРВ задаём X_dг'= 0,34. В качестве сопротивления генераторов станции Ст (ветвь 6-10) в режиме без АРВ задаём X_dст= 0,98. В 10-ом узле устанавливаем напряжение E' таким образом, чтобы напряжение в 6-ом узле U₆=(1,05ч1,1)U_н. Исходные данные для расчёта нормальной схемы без АРВ в программе Mustang представлены на рисунке 2.2.



Рисунок 2.2 - Исходные данные для расчёта нормальной схемы без АРВ

Результаты расчёта представлены на рисунке 2.3

Рисунок 2.3 - Результаты расчёта нормальной схемы без АРВ



Итерационный процесс расчёта сходится при заданной номинальной мощности станции Ст. Напряжения в узлах находятся в допустимых пределах.

Расчет нормальной схемы электрической системы с АРВ

Схема замещения имеет вид как и при расчёте с АРВ ПД. Сопротивление генераторов станции Ст (ветвь 6-10) в режиме с АРВ будет равно синхронному сопротивлению X'_dст= 0,163. В 9-ом узле задаём ЭДС E=(1,1ч4)U_н таким образом, чтобы напряжения в узлах лежали в допустимых пределах. Исходные данные для расчёта нормальной схемы с АРВ в программе Mustang представлены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Исходные данные для расчёта нормальной схемы с АРВ



Результаты расчёта представлены на рисунке 2.5

Рисунок 2.5 - Результаты расчёта нормальной схемы с АРВ

Расчёт ремонтной схемы системы с генераторами с АРВ ПД

Для расчёта ремонтной схемы работы системы с генераторами, снабжёнными АРВ ПД, отключим наиболее нагруженную ветвь 2-5 (линия Л2) и повторим расчёт. Исходные данные показаны на рисунке 2.6

Рисунок 2.6 - Исходные данные для расчёта ремонтной схемы с АРВ



Результаты расчёта приведены на рисунке 2.7

Рисунок 2.7 - Результаты расчёта ремонтной схемы с АРВ

3. Построение 3-х угловых характеристик, определение предела передаваемой мощности для нормальной и ремонтно-аварийной схем энергосистемы по условиям статической устойчивости

Угловые характеристики построим, проведя расчёты в программе Mustang. Изменяя величину активной мощности (в 10-ом узле), получаем различные значения угла д. Генерируемую мощность станции увеличиваем, пока итерационный процесс не разойдется, что свидетельствует о том, что заданная мощность больше предела системы и режима не существует.

Массивы значений P, Q, угла д, необходимых для расчёта и построения угловой характеристики мощности генераторов с АРВ ПД в нормальном режиме в программе Microsoft Excel, приведены в таблице 3.1:



Таблица 3.1 - Массивы полученных значений Pг,

P	delta*	Qг	del	Ддґ	delta
0	-3,6	113,5	0	0,00	-3,60
150	1,4	117,2	0,318517	17,68	19,08
300	6,5	126,4	0,624827	32,01	38,51
400	9,9	141,5	0,8077	38,95	48,85
500	13,3	162,6	0,968367	44,10	57,40
600	16,7	190,3	1,102874	47,82	64,52
700	20,2	219,7	1,220718	50,70	70,90
800	23,8	275,1	1,272198	51,86	75,66
900	27,5	338,2	1,300704	52,47	79,97
1000	31,2	407,3	1,314003	52,75	83,95
1100	35,1	509,2	1,274722	51,91	87,01
1200	39,2	632,5	1,216751	50,61	89,81
1300	44,2	765,4	1,161613	49,30	93,50
1400	48,1	824,4	1,188321	49,94	98,04
1500	53,1	877,7	1,218093	50,64	103,74
1600	58,7	923,2	1,253002	51,43	110,13
1700	65,2	957,7	1,296292	52,38	117,58
1800	73,6	974,7	1,35498	53,60	127,20
1850	79,5	986,4	1,38046	54,11	133,61
1890	88	1005,5	1,39049	54,30	142,30
1895,7	92,2	1014,8	1,385206	54,20	146,40

При расчётах схемы с АРВ ПД мы получаем угол д', а не угол д. Фактический угол равен (стр.36 [1]):

,

где - угол сдвига вектора ЭДС относительно вектора напряжения системы U;

- дополняющий угол, равный:

,



где и мощности станции, замеренные в узле .

В качестве примера покажем расчёт схемы для режима с АРВ ПД. Исходные данные приведены на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Исходные данные для расчёта схемы

Необходимые для дальнейшего расчёта результаты показаны на рисунке 3.2. Далее по приведенным выше формулам находим угол , затем угол .

Рисунок 3.2 - Результаты расчёта схемы



Построим угловую характеристику мощности генераторов станции (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - Угловая характеристика мощности генераторов с АРВ ПД

Получим Р_М = 1895 МВт,_КР = 92,2. По заданию курсовой работы погрешность снятия предельных значений мощности для каждого из режимов не должна превышать 10%. Проверим:

,

где - мощность, при которой итерационный процесс расходится.

Погрешность расчета соответствует заданной.

Для обеспечения надёжной и устойчивой работы электроэнергетической системы необходимо выдержать коэффициент запаса Kp (стр.33 [1]) больший нормативного Kpн, который для нормальных режимов равен 0,2.

,

где - предельная передаваемая мощность в системе по условию статической устойчивости;

- действительная передаваемая мощность в систему.

Подставив свои значения, получим:

Значит система статически устойчива. Определим наибольшую мощность, которая может быть передана в систему:

МВт

Теперь построим угловую характеристику мощности для нормального режима без АРВ на генераторах. Все операции для построения аналогичны описанным в предыдущем режиме, однако в данном случае нет необходимости фиксировать значения Q_г после каждой итерации, так как в результате расчёта схемы мы сразу получаем угол . Массивы полученных значений P_г, :

Таблица 3.2 - Массивы полученных значений Pг,

Р	delta
30	1,4
60	5,3
90	9,2
120	13,2
150	17,2
180	21,4
220	27,1
260	33,1
300	39,6
340	46,8
370	53
400	60,3
420	66,4
432	70,2
438	72,4
443	75,1
446	78,4
448	81,2
449	82,5
450	84,3
450,5	85,8
450,6	86,3

Расчёт схемы при предельном значении передаваемой мощности (исходные данные и результаты) приведён в пункте 2 курсовой работы. Построим характеристику (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 - Угловая характеристика мощности генераторов без АРВ



Получим Р_М = 450 МВт,_КР = 86,3. Проверим соответствие точности расчёта заданной:

Погрешность расчета соответствует заданной.

Рассчитаем коэффициент запаса устойчивости. Для устойчивой системы в послеаварийном режиме его значение должно превышать 0,2:

Систему можно считать статически не устойчивой, так как .

Определим наибольшую мощность, которая может быть передана в систему:

МВт

Также необходимо построить угловую характеристику мощности для ремонтной схемы с АРВ ПД на генераторах. Для этого в схеме с АРВ на генераторах производим отключение самой нагруженной линии - линии Л2. Далее все действия аналогичны предыдущим расчётам. Массивы полученных значений P_г, Q_г, ,рассчитанного угла :

Таблица 3.3 - Массивы полученных значений Pг,

P	delta*	Qг	del	Ддґ	delta
0	-2,8	136,9	0,00	0,00	-2,80
150	2,9	138,3	0,30	16,56	19,46
300	8,7	147	0,58	30,32	39,02
400	12,6	166,4	0,75	36,92	49,52
500	16,6	205,2	0,87	41,20	57,80
600	20,6	256,9	0,96	43,93	64,53
700	24,6	320,1	1,02	45,58	70,18
800	28,8	393,7	1,05	46,49	75,29
900	33,2	477,8	1,07	46,86	80,06
1000	37,7	555,6	1,08	47,35	85,05
1100	42,5	613,9	1,12	48,32	90,82
1200	47,6	674	1,15	49,10	96,70
1300	53,2	718,4	1,20	50,18	103,38
1400	59,5	754	1,25	51,36	110,86
1500	67	798,2	1,29	52,20	119,20
1550	71,6	826,3	1,30	52,45	124,05
1600	77,2	863,2	1,30	52,49	129,69
1630	81,7	883,5	1,30	52,55	134,25
1660	89,2	914,1	1,30	52,38	141,58
1665,9	93,6	948	1,27	51,75	145,35

Приведём расчёт схемы при значении генерируемой мощности станции, равном предельной передаваемой мощности системы. Исходные данные приведены на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Исходные данные для расчёта схемы

Необходимые для дальнейшего расчёта результаты показаны на рисунке 3.6. Далее по приведенным выше формулам находим угол , затем угол .



Рисунок 3.6 - Результаты расчёта схемы

Построим угловую характеристику мощности генераторов станции (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 - Угловая характеристика мощности генераторов с АРВ ПД (ремонтная схема)



Имеем Р_М = 1665,9 МВт,_КР = 93,6. Проверим погрешность снятия предельных значений мощности:

Погрешность расчета соответствует заданной.

Рассчитаем коэффициент запаса устойчивости. Для устойчивой системы в послеаварийном режиме его значение должно превышать 0,08:

Система устойчива. Определим наибольшую мощность, которая может быть передана в систему:

МВт

Для большей наглядности различий в характеристиках, построим все 3 в одной системе координат (рисунок 3.8)

Рисунок 3.8 - Совмещённая угловая характеристика мощности генераторов



Проанализировав результаты исследования статической устойчивости электроэнергетической системы, можно заключить, что система устойчива во всех проверенных режимах. Также следует отметить, что наибольшим коэффициентом запаса устойчивости, наибольшей предельной передаваемой мощностью обладает нормальная схема с АРВ ПД.

4. Расчет предельного времени отключения короткого замыкания

В качестве возмущения для исследования динамической устойчивости примем короткое замыкание на линии Л2 вблизи узла 5. Через некоторое время повреждённая линия отключается. Для оценки динамической устойчивости определим предельное время отключения короткого замыкания, при котором ещё сохранится динамическая устойчивость. Эту процедуру проводим в программе Mustang. Критерием устойчивости режима служит закон изменения угла д во времени, где д ? угол между ЭДС станции и напряжением балансирующего узла:

д_ij = д_i - д_j

Если разность с течением времени затухает, то режим устойчив, а если нет, то режим расходится.

Для начала расчёта необходимо изменить схему нормального режима работы системы с АРВ на генераторах. Заменяем сопротивление генераторных ветвей 8-9 и 10-6 с исходных на равные 0,001 Ом. Производим расчёт режима (рисунок 4.1).

Далее в разделе «Автоматика» моделируем желаемый процесс. Считаем, что в момент времени 0,2 с на линии Л2 вблизи 2-го узла произошло 3-х фазное КЗ. Через 0,2 с сработала автоматика, которая отключила линию (рисунок 4.2).



Рисунок 4.1 - Исходные данные для расчёта схемы

Рисунок 4.2 - Ввод действий автоматики

Затем заполним раздел «Генераторы» в именованных единицах (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 - Ввод данных о генераторах системы

Выберем необходимые для вывода данные в разделе «Контролируемые параметры» (рисунок 4.4).



Рисунок 4.4 - Ввод контролируемых параметров

Задаёмся временем расчёта 5 с, шагом печати 0,01 с. В результате неоднократных расчётов с последовательным увеличением времени отключения линии, получим значение предельного времени отключения t_о.пр.=0,397 с, при котором устойчивость ещё сохраняется. При t_о.=0,398 с устойчивость системы нарушается.

Далее на рисунках 4.5 - 4.7 покажем графики зависимостей Рг₁₀, U₆, U_4, д_10-1, д_10-1, д_10-9 от времени для t_о.пр.=0,397 с и t_о.=0,398 с соответственно.

Рисунок 4.5 - Графики зависимостей Рг₆ от времени для t_о.пр.=0,397 с и t_о.=0,398 с



Рисунок 4.6 - Графики зависимостей U₆ и U₄от времени для t_о.пр.=0,397 с и t_о.=0,398 с

Рисунок 4.7 - Графики зависимостей д_10-1, д_10-1 и д_10-9 от времени для t_о.пр.=0,397 с и t_о.=0,398 с



Определим точность расчёта Т_{ОТКЛ. ПРЕД.}:

Заданная точность соблюдается.

Таким образом, в случае возникновения трёхфазного короткого замыкания на лини Л2 вблизи шин станции, для сохранения устойчивости системы необходимо произвести отключение линии за время, меньшее t_о.пр.=0,397 с, иначе устойчивость системы будет нарушена.

Далее проанализируем влияние АПВ на динамическую устойчивость системы. На рисунке 4.8 показана последовательность действий автоматики при успешном АПВ. На рисунках 4.9 - 4.11 представлены изменения основных параметров во времени при успешном АПВ.

Рисунок 4.8 -Последовательность действий автоматики при успешном АПВ

Рисунок 4.9 - График зависимости Рг₆ от времени для t_АПВ.пр.= 0,775 с



Рисунок 4.10 - График зависимостей U₆ и U₄от времени для t_АПВ.пр.=0,775 с

Рисунок 4.11 - Графики зависимостей д_10-1, д_10-1 и д_10-9 от времени для t_АПВ.пр.=0,775 с

При включении связи через 0,377с предельное время отключения КЗ увеличивается на 0,001 по сравнению со временем в системе без АПВ. Из этого можно сделать вывод, что АПВ эффективное.

На рисунке 4.12 рассмотрен алгоритм действия автоматики при возникновении и отключении короткого замыкания с неуспешным АПВ. На рисунках 4.13 - 4. 15 представлены изменения основных параметров во времени при неуспешном АПВ.



Рисунок 4.12 -Последовательность действий автоматики при неуспешном АПВ

Рисунок 4.13 - График зависимости Рг₆ от времени для t_{АПВ. неусп.}= 0,775 с

Рисунок 4.14 - График зависимостей U₆ и U₄от времени для t_{АПВ.неусп.}=0,775 с



5. Определение критического напряжения и запаса устойчивости узла нагрузки по напряжению в аварийных режимах энергосистемы с арв и без арв на генераторах

Под устойчивостью нагрузки понимают способность электроприемников выполнять свои функции в соответствии с их назначением. Возмущения в системе проявляются в узлах нагрузки в виде снижения общего уровня рабочего напряжения.

Для исследования статической устойчивости в узлах нагрузки воспользуемся типовыми статическими характеристиками, которые представлены на рисунке 5.1 (стр.71 [1])

Рисунок 5.1 - Типовые статические характеристики

Исходные данные для трех установившихся режимов представлены в рисунках 5.2 - 5.4

Рисунок 5.2 - Исходные данные для режима без АРВ



Рисунок 5.3 - Исходные данные для режима с АРВ ПД

Рисунок 5.4 -. Исходные данные для послеаварийного режима с АРВ ПД

В результате неоднократных расчётов с последовательным уменьшением напряжения узла нагрузки 4, получим значение предельного напряжения U_пр.=7,05 кВ (для режима без АРВ), при котором устойчивость ещё сохраняется:

Результаты данных расчётов сведём в таблицу 5.1

Таблица 5.1 - Массивы полученных значений Qг=f(U)для режима без АРВ

U	Qг
7,21	152
7,25	151,6
7,3	151
7,4	149,7
7,5	147,7
7,75	142,9
8	136,1
8,25	127,6
8,5	117,5
8,75	105,7
9	92,3
9,3	73,9
9,6	53,2
9,9	30,2
10,26	0

Зависимость реактивной мощности в узле нагрузки от U представлена на рисунке 5.5

Рисунок 5.5 - Зависимость реактивной мощности в узле нагрузки от U

Значение критического напряжения определим по графику (U_кр=7,21). Рассчитаем коэффициент запаса устойчивости узла нагрузки по напряжению:



Устойчивость узла нагрузки сохраняется, так как полученный коэффициент запаса больше нормативного (0,297>0,15).

Рассчитаем зависимость реактивной мощности для схемы с АРВ ПД на генераторах (таблица 5.2):

Таблица 5.2 - Массивы полученных значений Qг=f(U)

U	Qг
7,5	328,2
7,6	327,9
7,7	327,3
7,85	326
8	324
8,2	320,5
8,5	313
9	295,2
9,5	270,6
10	239,1
10,5	200,8
11	155,6
11,5	103,6
12	44,8
12,35	0

Зависимость напряжения в узле нагрузки от U представлена на рисунке 5.4

Значение критического напряжения определим по графику (U_кр=7,5). Рассчитаем коэффициент запаса устойчивости узла нагрузки по напряжению:

Устойчивость узла нагрузки сохраняется, так как полученный коэффициент запаса больше нормативного (0,39>0,15).



Рисунок 5.6 - Зависимость реактивной мощности в узле нагрузки от U

Рассчитаем зависимость реактивной мощности для схемы с АРВ ПД в ремонтном режиме на генераторах (таблица 5.3):

Таблица 5.3 - Массивы полученных значений Qг=f(U)

U	Qг
7,7	315,9
7,75	315,8
7,9	315,1
8,1	313,2
8,4	308,5
8,7	301,4
9	292,1
9,5	271,3
10	244,1
10,5	210,5
11	170,4
11,5	123,9
12	70,9
12,59	0



Зависимость реактивной мощности в узле нагрузки от U представлена на рисунке 5.4

Рисунок 5.7 -Зависимость реактивной мощности в узле нагрузки от U

Значение критического напряжения определим по графику (U_кр=7,68). Рассчитаем коэффициент запаса устойчивости узла нагрузки по напряжению:

электростанция замыкание напряжение генератор

Устойчивость узла нагрузки сохраняется, так как полученный коэффициент запаса больше нормативного (0,388>0,15).

Далее произведём расчёт статической устойчивости в узлах нагрузки при Uном=10 кВ в узле 4 и посмотрим, что получится.

Заключение

В данной курсовой работе рассмотрели вопросы статической и динамической устойчивости системы, а также устойчивости узла нагрузки при сложной связи станции и приемной системы.

В результате проведенных расчетов мы установили, что данная энергосистема является статически устойчивой во всех режимах кроме режима без АРВ.

Для нормальной схемы без АРВ ПД на генераторах К_р=0,111, при К_рн=0,2 - запас статической устойчивости недостаточный;

Для нормальной схемы с АРВ ПД на генераторах К_р=3,7375, при К_рн=0,2 - запас статической устойчивости достаточный;

Для ремонтной схемы с АРВ ПД на генераторах К_р=3,1625, при К_рн=0,08 - запас статической устойчивости достаточный.

Предельное время отключения короткого замыкания, при котором система сохраняет свою устойчивость составило t_о.пр.=0,397 с.

В результате исследования устойчивости узлов нагрузки было выяснено, что узел нагрузки 4 при отсутствии АРВ на генераторах станции и с АРВ ПД обладает большим запасом устойчивости:

· без АРВ коэффициент запаса устойчивости составляет 29,7 %

· с АРВ ПД - 39 %.

· с АРВ ПД ПА - 38,8%

В процессе работы использовались следующие программы на ЭВМ: Mustang, текстовый редактор Microsoft Word 2010, редактор таблиц Microsoft Exel, 2010 графический редактор AutoCAD 2010.



Список использованных источников

Калентионок Е.В., Филипчик Ю.Д. Исследование устойчивости электроэнергетических систем на ЭВМ: Методическое пособие к курсовой работе по дисциплинам «Устойчивость электроэнергетических систем», «Переходные процессы в электроэнергетических системах»: -Мн.: БНТУ, 2010 - 85 с.

Калентионок Е.В. Устойчивость электроэнергетических систем. - Мн.: Техноперспектива, 2008. - 376 с.

Размещено на Allbest.ru

...