Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра электрических станций,  сетей и систем

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика

 

Алматы 2006

 СОСТАВИТЕЛИ: К. К. Тохтибакиев, К. А. Лавронов. Электромагнитные и электромеханические переходные процессы. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика. – Алматы: АИЭС, 2007. – 22 c.

Методические указания содержат указания по подготовке к проведению лабораторных работ, в них приведены описания каждой лабораторной работы, дана методика проведения и обработки полученных данных, описание прикладных программ, необходимых для выполнения лабораторной работы, перечень рекомендуемой литературы и контрольные вопросы.

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика.

Ил. 3, табл.3, библиогр. -3 назв.

Рецензент: канд. техн. наук, проф. В.Н. Борисов.

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества “Алматинский институт энергетики и связи” на 2007 г.

© НАО “Алматинский институт энергетики и связи”, 2007 г.

 

Содержание

1 Лабораторная работа №1. Исследование динамической устойчивости электроэнергетической системы

2 Лабораторная работа №2. Исследование влияния качественного и количественного состава узла нагрузки на характер электромеханических переходных процессов

3 Лабораторная работа №3. Моделирование электрических систем с использованием программы ТОК KZ для расчетов тока короткого замыкания.

4  Лабораторная работа №4. Определение установившегося тока короткого замыкания

Приложение А Инструкция по подготовке данных в программном комплексе “Mustang

Список литературы

 Введение

Предметом лабораторных исследований по данной дисциплине являются электромеханические переходные режимы электроэнергетических систем и сетей. Многообразие и сложность изучаемых явлений и процессов, а также невозможность практического эксперимента на реальном объекте приводит к необходимости применения для этой цели метода моделирования. В настоящее время наиболее перспективными считаются методы математического моделирования с применением развитых средств вычислительной техники. Реализацией этих методов являются комплексы прикладных программ, эффективно применяемые в настоящее время (МУСТАНГ, RASTR и др.)

Выполнение лабораторных работ, основанных на применении средств вычислительной техники, дает студенту возможность изучения основ математического моделирования режимов ЭЭС, а также возможность развития практических навыков работы с ЭВМ в диалоговом режиме.

Целью лабораторных занятий является закрепление теоретического материала, изучаемого студентами ранее.

При разработке настоящих методических указаний составители учитывали необходимость развития навыков самостоятельной работы студента.

В качестве теоретического материала, необходимого при выполнении лабораторных работ, студентам, наряду с лекционным материалом, предлагается самостоятельно изучить соответствующие источники, указанные в списке рекомендуемой литературы.

 1 Лабораторная работа №1. Исследование динамической устойчивости электроэнергетической системы

1.1 Цель работы

Исследования электромеханических переходных процессов в простейшей системе при больших возмущениях. Одним из важнейших факторов, определяющих надежность работы электроэнергетической системы (ЭЭС) является способность ЭЭС сохранять параллельную работу, входящих в ее состав станций, при возникновении в системе кратковременных больших возмущений. Большим возмущениям соответствуют понятия динамической и результирующей устойчивости. Под динамической устойчивостью понимается способность энергосистемы возвращаться к исходному или переходить к новому установившемуся режиму после значительных возмущений без перехода в асинхронный режим. Результирующая устойчивость - способность энергосистемы восстанавливать синхронную работу после возникновения асинхронного режима.

При анализе динамической устойчивости энергосистемы приходятся рассматривать многообразные переходные процессы. Такое многообразие обусловлено вероятностью возникновения возмущений в любых элементах энергосистемы и различной степенью их интенсивности; коротких замыканий - от однофазного до трехфазного которые могут возникать на основных связях высшего напряжения, вблизи узловых подстанций и в середине линий и т.д. Для полного анализа динамической устойчивости энергосистемы следовало бы выполнять расчеты переходных процессов при всех возмущениях во всех пунктах энергосистемы, что заведомо нереально.

Однако на основании результатов расчетов наиболее характерных случаев анализа аварийных, ситуаций в реальных условиях и понимания физической сущности переходных процессов возможно ограничение числа рассматриваемых возмущений и точек их приложения. Возможности качественно проанализировать переходные процессы в сложных системах минимальны, в простых системах (машина-шины бесконечной мощности), двухмашинная) -достаточно убедиться, что угол δ, достигнув максимума начинает убывать. Это свидетельствует о сохранении динамической устойчивости. Признаком нарушения динамической устойчивости является увеличение разности между углами δ любых двух генераторов на 180 ° и более.

В соответствии с [6] нормативными возмущениями являются однофазные, многофазные за исключением трехфазных на линиях любых элементов сети или генераторов.

Существенное влияние на характер электромеханических переходных процессов помимо вида к.з. оказывает и его длительность. В таблице 1 приведено ориентировочное время отключения к.з. современными выключателями, установленными в сетях высших классов напряжения [3].

Т а б л и ц а 1 - Ориентировочное время отключения к.з. современными выключателями

Способ

отключения

Время отключения, с, при номинальном напряжении сети, кВ

220

500

1150

1 Основными быстродействующими защитами

0,15-0,18

0,1-0,12

0,04-0,06

 2 Работа УРОВ

0,5-0,6

0,4-0,45

0,25-0,3

 

1.2 Подготовка и содержание работы

1.2.1 Изучить необходимый теоретический материал по теории
электромеханических переходных процессов, обусловленных большими
возмущениями в ЭЭС [1] и ответить на контрольные вопросы.

1.2.2 Для исследуемой ЭЭС( рисунок 1) при пренебрежении активными
сопротивлениями и поперечными проводимостями ЛЭП, составить схему
замещения для токов обратной и нулевой последовательностей и определить
величину аварийного шунта для заданного вида короткого замыкания
(Приложение).

1.2.3 Ознакомиться с работой программного комплекса "МУСТАНГ",
(Приложение
A).

1.2.4 Определить параметры элементов ЭЭС и подготовить данные для
расчета на ЭВМ.

1.2.5 Составить программу проведения вычислительного эксперимента
для исследования электромеханических переходных процессов (см.п. 1.3)

1.2.6 Провести расчеты на ЭВМ.

 

                                                                                          ЛЭП

               Г-1        1           Т-1           2                                Л-1                                3           АТ         5

                                                                                                                                                                 U

                                                                   к-1    Л-2                          Л-3       к-3

                                                                                                  

 

                                                                  SН1                                                           SН2

 

Рисунок 1 – Исследуемая система

1.3     Порядок выполнения работы

1.3.1  Провести расчеты электромеханических переходных процессов в
системе при вариациях:

а)       вида к.з. - K(1) , К(2), К(1.1) в заданном узле энергосистемы;

б)      удаление точки к.з. от Г-1 – K1, К2;

в)      длительности к.з. от 0.12с до 0.4с (действие УРОВ). Короткие замыкания ликвидируются путем отключения линий 2-3.

1.3.2 Построить зависимости РГ1 = f(t) , δГ1 =f (t) , U2 = f (t)  , Р2-3 =f(t).

1.3.3Провести анализ полученных результатов и сделать выводы.

Т а б л и ц а 2 – Варианты исходных данных

№ варианта

Генератор

Трансформатор

Автотрансформатор

Нагрузка, МВт

Марка провода

РН1

РН2

1

5хТВВ-200-2АУ3

5хТДЦ-250000/500

3хАОДЦТН-167000/500/220

300

400

3хАС-300/66

2

2хАОДЦТН-167000/500/220

280

380

3хАС-330/43

3

4хТГВ-200-МТ

4хТЦ-250000/500

3хАОДЦТН-167000/500/220

250

330

3хАС-400/51

4

3хАОДЦТН-267000/500/220

280

300

3хАС-500/64

5

5хТВВ-220-2ЕУ3

5хТДЦ-400000/500

2хАОДЦТН-267000/500/220

300

420

3хАС-300/66

6

АОДЦТН-267000/500/220

380

400

3хАС-330/43

7

2хАОРДЦТ-135000/500/220

350

430

3хАС-400/51

8

6хТГВ-300-2У3

 6хОРЦ-417000/750

АОДЦТН-417000/750/500

500

750

5хАС-240/56

9

2хАОДЦТН-417000/750/500

520

760

5хАС-300/66

10

АОДЦТН-417000/750/500

520

660

5хАС-400/51

11

2хАОДЦТН-417000/750/500

580

600

4хАС-400/93

12

3хТГВ-800-2У3

3х(2хОРЦ-533000/750)

АОДЦТН-417000/750/500

600

840

4хАС-500/64

13

2хАОДЦТН-417000/750/500

680

800

5хАС-240/56

14

АОДЦТН-417000/750/500

700

860

4хАС-400/93

П р и м е ч а н и е – Для вариантов:

1-7: UСИСТ = 220 кВ, cos φН = 0,87; l=400 км

8-14: UСИСТ = 500 кВ, cos φН = 0,8; l=700 км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Контрольные вопросы

1.4.1  Что такое динамическая устойчивость системы?

1.4.2 Что понимается под предельным по динамической устойчивости
углом генератора в установившемся режиме?

1.4.3 Каким образом связано предельное время отключения и
предельный угол отключения к.з.?

1.4.4 Какой режимный параметр останется неизменным в первый момент короткого замыкания и как это обстоятельство используется в расчетах?

 

2 Лабораторная работа №2. Исследование влияния качественного и количественного состава узла нагрузки на характер электромеханических переходных процессов

2.1 Цель работы

Исследование влияния параметров асинхронных и синхронных двигателей узла нагрузки на характер электромеханических переходных процессов в простейшей системе. Задача обеспечения динамической устойчивости энергосистем обычно рассматривается, как требование обеспечить устойчивость параллельной работы генераторов при больших возмущениях. При рассмотрении вопросов устойчивости энергосистем приходится считаться с тем, что сами переходные процессы в нагрузке могут становиться источником возмущений, опасных для нормальной работы энергосистемы. Здесь имеется ввиду такие случаи, когда к.з. происходят не в системообразующих ЛЭП, а в линиях 110-220 кВ, питающих узлы нагрузки. Чаще всего встречаются внезапные сбросы нагрузки, вызванные отключением крупных потребителей. Второй характерный вид воздействий на режим энергосистемы - колебания реактивной мощности при переходе синхронных двигателей в асинхронный режим. Нарушение синхронизма группы двигателей может вызвать настолько глубокие снижения напряжения на соседних подстанциях, что и там нарушится устойчивость двигателей; такой лавинообразный процесс может привести к нарушению устойчивости энергосистем (лавина напряжения). Кроме того, при асинхронном ходе СД относительно генераторов системы электрический центр качаний обычно расположен вблизи шин подстанций, от которого питаются эти двигатели, т.е. напряжение на подстанции может снижаться практически до нуля.

2.2 Подготовка и содержание работы

2.2.1 Изучить соответствующую литературу и ответить на контрольные вопросы.

2.2.2 Для исследуемой энергосистемы (см. лаб. раб.1) определить
параметры узла нагрузки ( рисунок 2.)

2.2.3 Составить программу проведения вычислительного эксперимента.

2.2.4 Провести расчеты на ЭВМ.

 

 

 


                                                                                  СН

                                СД               АД

 Рисунок 2 - Типовая комплексная модель нагрузки

 2.3 Порядок выполнения работы

2.3.1  Провести расчеты электромеханических переходных процессов при трехфазном коротком замыкании в точке 4 и вариациях :

         а) состава узла нагрузки :1)100 % СН, 2) 70 % АД и 30 % СН, при заданном составе нагрузки (СН, АД, СД) ,варьировать τjАД = 0.5; 1; 2 с, приняв τjСД =1.5 с.

2.3.2  Построить зависимости РН2 = f(t), QH2=f(t), U2 = f(t), Еqo СД = f(t), Sад= f(t), SСД= f(t).

2.3.3  Провести анализ полученных результатов и сделать выводы.

2.4 Контрольные вопросы

2.4.1 Что такое критическое скольжение АД? Как изменится критическое
скольжение при изменении параметров режима?

2.4.2 В каком отношении находятся активная и реактивная мощности,
потребляемые асинхронным двигателем при критическом скольжении?

2.4.3 Чем опасен режим опрокидывания асинхронного двигателя? Что
такое лавина напряжения?

2.4.4 Как влияет на динамическую устойчивость изменение τjАД ?

2.4.5 Как влияет на электромеханические переходные процессы наличие в
узле нагрузки СД?

         3 Лабораторная работа №3. Моделирование электрических систем с использованием программы ТОК KZ для расчетов тока короткого замыкания

3.1 Цель работы

Ознакомление моделированием электрических систем с использованием программы TOK KZ

3.2 Методические указания

Для выполнения расчетов необходимо провести ряд предварительных расчетов: составить схемы замещения, рассчитать ее параметры, определить собственные и взаимные проводимости, а также задающие токи.

На основании принципиальной схемы электрической системы( рисунок 3) составляется схема замещения. В практических расчетах обычно применяют приближенное приведение, сущность которого заключается в следующем.

Для каждой ступени трансформации условно принимают, что номинальные напряжения всех элементов одинаковы и равны соответственно 55; 230; 115; 37; 10,5; 6,3 кВ. В этом случае формулы для пересчета имеют следующий вид

,                                                       (1)

                                                   (2)

          где  - среднее номинальное напряжение ступени, с которой производится расчет;

          *- то же выбранной основной ступени.

Ниже приводятся формулы пересчета, полученные из (1) и (2) в именованных единицах:

Генератор -  ,                                              (3)

Трансформатор- ,                                           (4)

Нагрузка - ,                                                   (5)

 

Линия -                                                    (6)

 

 

      Г                Т               к1                                           к2

                                                          L1

 

 

 


                                           L2

 

 


                                                к3

 

                                                      SН

 

Рисунок 3 – Схема исследуемой сети

 

Генератор           РГ=200 МВт  Хd=0,2

      cos φ=0,85  UНГ=11 кВ

Нагрузка             РН=100 МВт  cos φ=0,9

Трансформатор SНТР=250 МВА    UK%=10%    К=11/220

Линия                 L1=25 км   L2=50 км.

 

3.3  Подготовка и содержание работы

3.3.1 Изучить необходимый теоретический материал и ответить на контрольные вопросы.

3.3.2 Составить схему замещения электрической системы (рисунок 3) без учета нагрузки.

3.3.3 Расчет      параметров      элементов      схемы      замещения      с использованием метода приближенного приведения без учета нагрузки.

3.3.4 Рассчитать собственные и взаимные проводимости и задающие токи заданной электрической системы.

3.3.5 Ознакомиться с работой программы ТОК KZ.

3.3.6  Провести расчеты на персональном компьютере (ПК).

3.4  Порядок выполнения работы

3.4.1 Вызвать программу ТОК KZ и ввести необходимые данные в ПК .

3.4.2 Рассчитать токи 3х фазного короткого замыкания в токах К1, К2, КЗ в схеме без учета нагрузки.

3.4.3 Построить зависимости Ir=f(Kj), IK =f(Kj) и Ui=f(Kj), где I=1,2,3,4, j=1,2,3.

3.4.4 Провести анализ полученных результатов.

 

3.5 Контрольные вопросы

3.5.1 Что называется схемой замещения электрической системы?

3.5.2 Назовите основные допущения, принимаемые при работе тока короткого замыкания.

3.5.3 Назначения и требования, предъявляемые в практических работах электромагнитных переходных процессов?

3.5.4 Что понимают под взаимной проводимостью?

 

         4 Лабораторная работа №4. Определение установившегося тока короткого замыкания

4.1 Цель работы

Определение установившегося тока трехфазного короткого замыкания. Оценка влияния нагрузки на установившийся режим короткого замыкания.

4.2 Методические указания

При установившемся режиме короткого замыкания нагрузка проявляется в том, что генератор работает с большим возбуждением, чем генератор на холостом ходу. Кроме того, нагрузка, оставаясь включенной в сети, может существенно изменить величины и распределение токов в схеме.

По результатам проведенных расчетов, лабораторная работа №3, составляется схема замещения с учетом нагрузочной ветви. Нагрузка учитывается пассивным сопротивлением. Рекомендуется принимать ХНАГР =1.2 или ZНАГР=0.2+j0.6.

4.3 Подготовка и содержание работы

4.3.1 Изучить необходимый теоретический материал и ответить на контрольные вопросы.

4.3.2 Составить схему замещения системы( рисунок 3) .

4.3.3 Рассчитать параметры элементов схемы замещения с учетом нагрузки для расчета токов к.з. по программе ТОК KZ.

4.4 Порядок выполнения работы

4.4.1 Вызвать программу ТОК KZ и ввести необходимые данные

4.4.2 Рассчитать токи установившегося трехфазного короткого замыкания в токах Kl, K2, КЗ в схеме с учетом нагрузки.

4.4.3 По результатам расчетов построить зависимости Ir=f(Kj), IK=f(Kj) и Ui=f(Kj).

4.4.4 Провести анализ полученных результатов.

4.5 Контрольные вопросы

4.5.1 Что понимается под установившимся режимом короткого замыкания?

4.5.2 Каково влияние нагрузки на величины токов в отдельных ветвях при установившемся режиме короткого замыкания?

4.5.3 В чем состоит приближенный учет нагрузки при расчете установившегося режима короткого замыкания?

4.5.4 Каким сопротивлением вводится генератор в схему замещения при определении установившегося тока короткого замыкания?

 

Приложение А

Инструкция по подготовке данных в программном комплексе “Mustang

Комплекс программ “Mustang” предназначен для расчетов по моделированию установившихся режимов и переходных электромеханических процессов энергосистем.

А.1 Принципы проведения расчетов

Комплекс программ "MUSTANG" состоит из трех основных расчетных программ:

а)  программы расчета установившегося режима;

б)  программы расчета переходного процесса;

в) программы утяжеления режимов (которая фактически представляет  собой последовательную серию расчетов установившихся режимов).

А.1.1 Расчет установившихся режимов (директива УР-данные)

Исходные данные для расчета установившегося режима состоят из следующих массивов информации:

а) параметров узлов;

б) параметров ветвей;

в) коэффициентов статических характеристик нагрузок.

 

Описание параметров узлов:

-   Название - название узла (до 8 символов);

-   N - номер данного узла, где N -любое целое число;

-   Код- признаки фиксации напряжения, угла напряжения, активной и реактивной генерируемой мощности в узле; задается одним числом, в котором "1" - означает фиксацию данного параметра, "0" - данный параметр "свободен" (он опредеделяется при решении уравнений стационарного режима.

Коды узлов:

-                    1100 -в узле зафиксированы модуль и угол напряжения, "балансирующий" узел;

-               1010 -в узле  зафиксированы  модуль напряжения и Рг, генераторный  узел;

-               0 - "чисто" нагрузочный узел;

-               Uисх - модуль исходного напряжения в узле [кВ];

-               Uрас - модуль расчетного напряжения в узле [кВ];

-               D - угол напряжения [град.];

-               Pно и Qно - активная и реактивная нагрузки узла [MBт и MBар];

-               Uнорм - модуль нормального напряжения в узле [кB];

-               Nсхн - номера статических характеристик активной и реактивной нагрузки в узле, задаются одним числом, например: 1526 -означает характеристику номер 15 по Рнаг и номер 26 по Qнаг;

-               Pг и Qг - активная и реактивная мощности генерации в узле [МВт и MBар];

-               Qгmin и Qгмаx - ограничения на реактивную мощность, генерируемую в узле [MBар];

-               Bш и Gш - реактивная и активная составляющие проводимости шунта в узле [мкCм].

 

Описание параметров ветвей:

-         I и J - номера узлов, ограничивающих ветвь. Если ветвь содержит трансформатор, то его параметры должны быть приведены к напряжению узла I , а коэффициент трансформации задается отношением Ui/Uj;

-         Nп - номер параллельности для линий: если в схеме имеются параллельные линии то им следует задавать номер, например;

-         < I >  < J >  < Nп >;

-         319  - 349     1;

-         319  - 349     2;

-         иначе значение Nп должно равняться 0;

-         R и X - продольные активное и реактивное сопротивления связи;

-         B и G - полные поперечные емкостная и активная проводимости связи [мкCм];

-         Kта и Kтр - продольная и поперечная составляющие комплексного коэффициента трансформации: K=Kта+j·Kтр .

1.2 Расчет переходных процессов (директива динамика-данные)

Расчет переходного процесса выполняется на основе результатов расчета установившегося режима, а также некоторых дополнительных ниже перечисленных групп исходных данных. Исходный установившийся режим может быть получен непосредственно в оперативной памяти ЭВМ путем ввода исходных данных с экрана дисплея и расчета по ним сбалансированного исходного режима, либо путем вызова по директиве ЧТЕНИЕ РЕЖИМА ранее посчитанного режима

Дополнительные группы данных для расчета переходного процесса (в скобках указаны названия директив, служащих для ввода соответствующей информации с экрана дисплея):

а) параметры генераторов (Генераторы);

б) параметры регуляторов скорости (РС);

в) параметры регуляторов возбуждения (РВ);

г) параметры возбудителей (Возбудители);

д) уставки для форсировки и расфорсировки возбуждения (форсировка);

е) информация для моделирования ЭГП (ЭГП);

ж) информация о синхронной нагрузке (Синхронная нагрузка);

з) информация об асинхронных характеристиках СД);

и) информация для моделирования режимной и противоаварийной автоматики (Автоматика);

к) коэффициенты динамических характеристик нагрузок ;

л) коэффициенты статических характеристик нагрузок (СХН);

м) номера узлов с динамическими характеристиками и со статическими характеристиками (Номера СХН/ДХН);

н) информация для вывода результатов расчета в виде таблиц и графиков на экран дисплея (контролируемые параметры);

о) управляющая информация для расчета переходного процесса (управляющая).

1.2.1 Генераторы

Генераторы (именованные единицы):

-   Nг - номер генератора (или СД);

- Nблок - количество блоков, в случае если Nблок > 1, то вся информация относится к одному блоку и перед расчетом динамики определяются суммарные характеристики всей станции (Рном, Mj, Xd);

-   Uген - номинальное напряжение генератора [кВ];

- Uном - номинальная мощность генератора [MBт]. В случае синхронного двигателя Рном < 0. В случае синхронного компенсатора на месте <Рном> ставится Sгном = Qгном, здесь необходимо в  качестве признака задать соs(φном)=0;

-   соsφ - номинальный коэффициент мощности;

-   D - коэффициент демпфирования [о.е.];

- Mj - механическая постоянная инерции генератора вместе  с турбиной [MBт*с], Mj = Tj [с] * Pном;

-   X'd - переходное реактивное сопротивление по продольной оси [Oм];

-   Xd - синхронное реактивное сопротивление по продольной оси [Oм];

-   Xq - синхронное реактивное сопротивление по поперечной оси [Oм];

-   X"d - сверхпереходное реактивное сопротивление по продольной оси;

-   X"q - сверхпереходное сопротивление по поперечной оси [Oм];

 -T'd0 - переходная постоянная времени по продольной оси при разомкнутой обмотке статора [с];

- T"d0 - сверхпереходная постоянная времени по  продольной  оси при разомкнутой обмотке статора [с];

- T'd - переходная постоянная времени по  продольной оси при замкнутой на коротко обмотке статора [с];

 - T"d - сверхпереходная постоянная времени по продольной оси при замкнутой на коротко обмотке статора [с];

 - T"q0 - сверхпереходная постоянная времени по поперечной оси при разомкнутой обмотке статора [с].

В комплексе "MUSTANG" реализованы две модели синхронной машины:

1) синхронная машина моделируется постоянством э.д.с. E за сопротивлением X (в случае, если X=X'd, то E=E');

2) синхронная машина моделируется по упрощенным уравнениям Парка-Горева.

В первом случае необходимый набор параметров реализуется следующей записью :

<Nг> <Nблок> <Uген> <Pном> <соsФ> <D> <Mj> <X'd> ;

Во втором случае (уравнения Парка-Горева) используется весь набор параметров генератора. Запись с минимумом информации в этом случае выглядит следующим образом:

<Nг> <Nблок> <Uген> <Pном> <соsФ> 0 <Mj> <X'd> <Xd> <Xq> <X"d> 0 <T'd0>.

Для задания шин бесконечной мощности необходима следующая запись:

<Nг> <X'd>.

1.2.2 Регуляторы скорости;

-         Nг - номер генератора с регулятором скорости;

-         Стрс - статизм регулятора скорости турбины [%];

-         Зн - зона "нечувствительности" регулятора скорости [%];

-         То - постоянная времени PC на открытие [с];

-         Тз - постоянная времени PC на закрытие [с];

-         Ртмin и Pтмах - пределы регулирования мощности турбины [%];

- Дпо - доля участия паровых объемов в суммарной мощности турбины;

-         Tпо - постоянная времени паровых объемов [с].

Значение параметров  Pтмin = Pтмах = 0  означает отсутствие ограничений на изменение мощности турбины.

1.2.3 Регуляторы возбуждения:

-   Nг - номер генератора с регулятором возбуждения;

-   Трв - постоянная времени регулятора возбуждения [с]. Если РВ безынерционный, то можно задавать Tрв=0;

-Uрв+,Uрв- - ограничения входного сигнала РВ [ед.ном.воз.];

-K0u - коэффициент регулирования по отклонению напряжения

-   [(ед. ном. воз.)/(ед. напр.)];

-   K'u - коэффициент регулирования по производной напряжения;

-   K'If - коэффициент регулирования по производной тока ротора;

-Kf - коэффициент регулирования по отклонению частоты на шинах генератора от ее предшествующего значения [делений];

-K'f - коэффициент регулирования по производной частоты;

-Tf - постоянная времени в канале отклонения частоты [с];

- ALFA - коэффициент, позволяющий учесть изменение уставки по напряжению при отклонении частоты в сети [о.е.];

  -Kр - коэффициент регулирования по отклонению активной мощности [(ед.ном.воз.)/(ед.акт.мощн.)];

-Kq - коэффициент регулирования по отклонению реактивной мощности [(ед.ном.воз.)/(ед.реакт.мощн.)];

-   U11 - [о.е.];

-   U22 - [о.е.].

1.2.4 Возбудитель:

-   Nг - номер генератора с возбудителем;

-   Nф - тип форсировки и  расфорсировки, другими  словами номер массива уставок форсировки. Nф=1,2,...,9 ;

-   Nсв - условный номер системы возбуждения Nсв=0,1,2,...,6.

§  Nсв=0 означает  отсутствие возбудителя (т.е. Eqe =соnst), в этом случае нет необходимости вообще задавать информацию о возбудителе и PB.

§  Nсв=1,2,3,4,5,6 условно привязаны к определенным системам возбуждения (Приложение Б);

-   Тв - постоянная времени возбудителя [с];

-   Eqe+, Eqe- - максимальное и минимальное значение э.д.с. Eqe, [ед.ном.возб.];

-   KI - коэффициент регулирования по отклонению тока статора [(ед.ном.возб.)/(ед.тока)];

-   KIf - коэффициент регулирования по отклонению тока ротора [(ед.ном.возб.)/(ед.тока рот.)];

-   Uркр и Kтв - параметры ГОС СВ.

1.2.5 Синхронный двигатель (СД):

-         Nг - номер узла с синхронной нагрузкой;

 - D(р) - доля активной мощности, потребляемой синхронными двигателями, от активной нагрузки узла [о.е.];

-         соs(φраб) - рабочий коэффициент мощности синхронного двигателя;

- Мст - статический момент сопротивления на валу в долях полного момента сопротивления [о.е.];

- dMтрог - дополнительный момент сопротивления, возникающий при трогании синхронного двигателя, в долях его номинального момента [о.е.].

1.2.6 Асинхронный двигатель (АД):

- Nдх - номер типа асинхронного двигателя; в комплексе может быть  использовано до 30 типов двигателей, Nдх =1,2,...,30 ;

- Тдв - механическая постоянная инерции асинхронного двигателя вместе с проиводимым механизмом [с];

- Dас - доля активной мощности, потребляемой асинхронными двигателями в суммарной активной нагрузке узла в нормальном режиме. Если в данном узле имеется синхронная нагрузка, то Dас - доля  активной  мощности, потребляемой  асинхронными  двигателями в оставшейся (за вычетом активной мощности, потребляемой синхронными двигателями) активной нарузке узла;

-         соsФ - номинальный коэффициент мощности ;

-         Kзаг - коэффициент загрузки ;

-   Мст - статический момент сопротивления (в  долях полного момента сопротивления на валу) [о.е.] ;

 - Км - показатель степени в зависимости реактивной мощности холостого хода от напряжения ;

 - Uдв/Uном - номинальное напряжение на шинах двигателей (в среднем по нагрузке узла) в долях номинального ;

 - Sr - [%] скольжение в кусочно-линейной апроксимации Xк(S), начиная с которого вводится учет вытеснения тока в роторе; если задать Sr = 0, то программа примет Sr = 1,  т.е. кусочно-линейная апроксимация вводится не будет;

-         Мм - максимальный момент в долях номинального ;

-         Мп - пусковой момент в долях номинального ;

-  dМтрог - дополнительный момент сопротивления, возникающий при трогании асинхронного двигателя, в долях его  номинального момента [о.е.];

-         Iп - пусковой ток в долях номинального ;

-         Sдвном - номинальное скольжение двигателя [%] .

  

Таблица А.1 - Электрические параметры СД некоторых серий

 

Параметры

Тип синхронного двигателя

СДН, СДНЗ

50-500 об/мин

320-6300 кВт

6кВ

ДС

50-500 об/мин

216-1000 кВт

6кВ

ВДС

125, 250 об/мин

1700-4000 кВт

6-10 кВ

СТД

(1)1000 кВт

(2)4000-8000 кВт

(3)12500 кВт

6-10 кВ

Сos Ф

Xd

 

 

Xq

X/d

 

 

X//d

 

 

X//q

T/d0

 

 

T//d0

 

 

T//q0

 

0.9

0.84-1.33

 

 

0.51-0.91

0.2-0.3

 

 

0.13-0.22

 

 

0.14-0.22

0.7-4.0

 

 

~0.05

 

 

0.04

0.9

1.33-1.67

 

 

0.74-1.05

0.21-0.35

 

 

0.14-0.22

 

 

0.15-0.23

1.0-2.0

 

 

~0.05

 

 

0.04-0.16

0.9

1.03-1.12

 

 

0.67-0.68

0.31-0.47

 

 

0.19-0.21

 

 

0.21-0.25

1.5-2.1

 

 

~0.05

 

 

0.01-0.15

0.9

(1)   1.93

(2)   2.1

(3)   2.46

Xq=Xd

(1)   0.4

(2)   0.26

(3)   0.28

(1)   0.15

(2)   0.13

(3)   0.113

X//q=X//d

(1)   2.8

(2)   5.5

(3)   4.2

(1)   0.05

(2)   0.1

(3)   0.12

(1)    

Список литературы

 

         1. Веников В.А. Примеры анализа и расчетов режимов электропередач имеющих автоматическое регулирование и управление. – М.: Энергия, 1967.

         2. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 1985.

         3. Руководство по эксплуатации программного комплекса «MUSTANG», 1995.

 

Кармель Камилович Тохтибакиев

 Константин Александрович Лавронов