Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра Электрических станций, сетей и систем

  

 

 

 

АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЙ

 

Методические указания к выполнению

расчетно-графических работ

для магистрантов специальности 6М071800 – Электроэнергетика

 

 

 

 

 

Алматы 2010

СОСТАВИТЕЛИ: Ю.Г. Черемисинов, А.А. Дусимов. Автоматизация управления и диспетчеризация электрических систем и энергообъединений. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для магистрантов специальности 6М071800 - Электроэнергетика. –Алматы: АУЭС, 2010 г.- 32 с. 

Методические указания содержат общие положения по выполнению расчетно-графической работы, указания к оформлению. Изложены все основные вопросы, которые должны быть рассмотрены при выполнении работы. Приведено задание к расчетно-графическим работам.

Методические указания предназначены для студентов специальности 6М071800 - Электроэнергетика для всех форм обучения.

 

Введение

Цель методических указаний – помочь студентам в выполнении расчетно-графической работы по дисциплине «Научные основы автоматизации, управления и диспетчеризации и энергообъединений». Выполнение расчетно-графической работы способствует улучшению и закреплению знаний, полученных студентами при изучении данной дисциплины.

Основной целью настоящей работы является выявление требований к настройке автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) сильного действия генераторов электростанции, обеспечивающих статическую устойчивость заданных режимов исследуемой электрической системы.

Электрическая система состоит из удаленной станции, работающей через двухцепную протяженную электропередачу 500 кВ с одним переключательным пунктом на шины мощной приемной системы.

В работу включены некоторые справочные данные. Даны варианты заданий.


Расчетно-графическая работа №1

1 Исходные данные и содержание расчетно-графической работы

Основной задачей работы является выявление требований к настройке автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) сильного действия генераторов электростанции, обеспечивающих статическую устойчивость заданных режимов исследуемой электрической системы.

Электрическая система состоит из удаленной станции, работающей через двухцепную протяженную электропередачу 500 кВ с одним переключательным пунктом на шины мощной приемной системы.

Исходными условиями для расчетов служат указанные в приложении А данные.

При выполнении расчетно-графической работы нужно:

1.1 Сделать выбор рабочей настройки АРВ сильного действия.

В данном разделе определяются коэффициенты по первой и второй производным угла вектора напряжения на зажимах генератора δuг.

Выбранные коэффициенты усиления должны обеспечить статическую устойчивость электрической системы в трех характерных режимах:

a)     передача наибольшей мощности ( Рнб(0)) при работе двух цепей линии (режим наибольшей нагрузки);

b)    передача наибольшей возможной мощности при отключении половины одной цепи линии (послеаварийный режим) с коэффициентом запаса устойчивости в 8%;

c)     передача наименьшей мощности (Рном(0)=0,25Рнб(0)) при работе одной цепи линии.

1.2  Проверка динамической устойчивости при отключении одной цепи без учета АРВ.

1.3  Проверка динамической устойчивости при отключенной цепи с учетом АРВ.

Для этого необходимо:

- составить характеристическое уравнение для системы с учетом регулирования;

- сделать расчет параметров схемы замещения;

- определить параметры для трех характерных режимов;

- рассчитать коэффициенты характеристических уравнений;

- выбрать коэффициенты усиления;

- сделать проверку на устойчивость методом D-разбиения с помощью критерия Михайлова;

- построить угловые характеристики мощности;

- сделать выводы по работе. 

 

2  Требования к оформлению расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа выполняется в виде расчетно-пояснительной записки, объемом до 20-30 страниц рукописного текста.

Записка должна иметь титульный лист, индивидуальное задание на курсовую работу, введение, необходимые расчеты, список использованной литературы и оглавление.

Расчетно-графическая работа состоит из нескольких разделов. В начале каждого раздела необходимо дать четкую постановку задачи, методику ее решения и исходные условия. В конце разделов делаются выводы по результатам выполненной работы.

Проводимые расчеты сопровождаются расчетными формулами со ссылкой на литературу, численными значениями входящих в формулу величин и окончательными результатами. Обязательно указываются размерности величин.

Расчетно-графическая работа должна отвечать требованиям действующих ГОСТов, норм, правил устройства электротехнических установок (ПУЭ), современными системами обозначения единиц (система СИ).

 

3 Расчет режимных параметров энергообъединений

 

3.1  Вывод характеристического уравнения и определение аналитических выражений его коэффициентов

 

Дифференциальные уравнения переходных процессов в рассматриваемой электрической системе:

- уравнение движения ротора:

                                      ;                                                  (1)

- уравнение электромагнитных переходных процессов в обмотке возбуждения генератора:

                                       ;                                                 (2)

- уравнение электромагнитных переходных процессов в системе возбуждения и автоматического регулирования:

                                                               (3)

где  WΠj(p) - передаточная функция регулятора по параметру Пj;

                                                        (4)

где  Kоп - коэффициент регулирования по отклонению;

        Κ1П - коэффициент регулирования по первой производной;

        Κ2П - коэффициент регулирования по второй производной;

        Τи и Τд - соответственно постоянные времени измерительного и дифференцирующего элементов АРВ.

Чтобы получить характеристическое уравнение, необходимо линеаризовать дифференциальные уравнения переходных процессов. Выбрав в качестве переменных ∆δ и ∆Εq, остальные переменные ∆Пі можно выразить как:

                                     ,                                          (5)

тогда 

                                     ,                                   (6)

                                     ,                                  (7)

                                     .                                     (8)

С учетом уравнений (3), (4), (5), (6), (7), (8) уравнения (1) и (2) перепишутся в виде:

                                   ,                                          (9)

       (10)      

Сгруппировав члены, содержащие ∆δ и ∆Εq , получаем уравнение (10) в виде:    (11)

Принимаем Τи=Τд=0.

Регулирование производится по отклонению напряжения и по первой, и второй производным угла δuг.

Обозначим:  П1=-Uг ,

                                  П2=δuг .

Тогда  ,

.

 


Определитель системы уравнений (9) и (11) является характеристическим.

Раскроем его и получим характеристическое уравнение:

 

                     (12)

Характеристическое уравнение:

D(p)=0;

D(p)=a0p5+a1p4+a2p3+a3p2+a4p+a5+∑Wп(p)(∆2пp2+∆оп);

D(p)=a0p5+a1p4+a2p3+a3p2+a4p+a5+∆a1p4+∆a2p3+∆a3p2+∆a4p+∆a5.

        


Из выражения (12):


Получим отсюда, что:                    

 


Аналогично получаем:

        

3.2  Расчет параметров схемы замещения

При составлении схемы замещения не учитываются активные сопротивления элементов системы, ветви намагничивания трансформаторов и проводимости линии.


Реактивное сопротивление линии электропередачи рассчитано с учетом распределенности параметров, то есть с учетом поправочного коэффициента:

где значения r0, x0, b0 приняты по данным таблицы 3.1 [л. 3, §7-1].

        

Т а б л и ц а 3.1.

r0,Ом/км

x0,Ом/км

b0,Сим/км

0,026

0,298

3,76·10-6

 

Параметры схемы замещения необходимо привести в таблицу, как показано в таблице 3.2 (параметры схемы замещения приведены для варианта 38). Расчет параметров сделать для трех исследуемых режимов, отличающихся между собой схемой линии электропередачи.

 

Т а б л и ц а 3.2

Режим

Xd, о.е.

Xq, о.е.

X'd, о.е.

Хт, о.е.

Хл, о.е.

Хвн, о.е.

Xd∑, о.е.

Xq,о.е

X'd∑, о.е.

Т'd, сек.

1

2,3

2,3

0,4

0,127

0,543

0,797

3,097

3,097

1,197

2,71

2

2,3

2,3

0,4

0,127

0,815

1,069

3,37

3,37

1,47

3,05

3

2,3

2,3

0,4

0,127

1,086

1,34

3,64

3,64

1,74

3,35

 

3.3  Расчет режимных параметров

Аналитические выражения режимных параметров для исследуемой схемы получены из векторной диаграммы для неявнополюсной машины, которая изображена на рисунке 3.1.

Последовательно рассчитаны:

δuг- угол сдвига вектора напряжения на зажимах эквивалентного генератора (Uг) относительно вектора напряжения на шинах системы (Uс).

,

,

Qг-реактивная мощность выдаваемая станцией:

.

Рисунок 3.1 - Векторная диаграмма для неявнополюсной машины

 

Eq-синхронная ЭДС эквивалентного генератора:

.

 δг-угол сдвига вектора напряжения Uг относительно оси q:

;

δг-угол сдвига вектора напряжения Uc относительно оси q:

δ= δг+ δuг.

I-полный ток статора эквивалентного генератора:

.

При определении параметров режима 2 необходимо найти значение передаваемой мощности, предположив постоянство напряжения (кou® ¥) на выводах эквивалентного генератора, по выражению:

где   kз – нормативный коэффициент запаса по мощности в послеаварийном режиме, определяется, как

,

,

.

При определении параметров режима 3 нужно найти мощность P3(0)  как 0,25 от передаваемой в режиме 1 мощности Pнб(0), то есть P3(0) =0,25´ Pнб(0) ,

.

Результаты расчетов свести в таблицу, как показано в таблице 3.3.

 

Т а б л и ц а 3.3

Режим

PГ

d°uГ

cosd uГ

QГ

Eq

d°

d°

I

1

0,708

34˚20΄

0,827

0,215

2,22

47,5˚

82˚

0,735

2

0,865

68˚

0,381

0,578

3,06

40,5˚

109˚

1,04

3

0,147

13,7˚

0,971

0,0216

1,125

22˚

35˚

0,179

  

3.4  Расчет коэффициентов характеристического уравнения


Для характеристического уравнения:

имеем 


Для вычисления коэффициентов характеристического уравнения необходимо получить выражения для производных:


Воспользовавшись известными формулами и векторной диаграммой на рисунке 3.1, получим значения производных:

1)


2)

3)

 


4)

 

5)


Результаты расчета сводятся в таблицы, как показано в таблицах 3.4 и 3.5

 

Т а б л и ц а 3.4

Режим

ао

а1

а2

а3

а4

а5

1

0,0000863

0,003915

0,048

0,166

1,68

0,116

2

0,0000971

0,0044

0,0503

0,0287

0,121

-0,294

3

0,000107

0,00483

0,057

0,122

1,199

0,253

 

Т а б л и ц а 3.5

Режим

Δа1

Δа2

Δа3

Δа4

Δа5

1

-0,003К2б

-0,003К1б

0,1К2б+0,14

0,1К1б

7,68

2

-0,00326К2б

-0,00326К1б

0,27К2б+0,19

0,27К1б

5,25

3

-0,0021К2б

-0,0021К1б

0,027К2б+0,273

0,027К1б

5,5

 

4  Проверка на устойчивость с помощью критерия Михайлова

 

4.1  Вывод параметрических уравнений для построения кривых

                 D-разбиения

Для выбора коэффициентов усиления АРВ сильного действия по первой и второй производной параметра регулирования δuГ строится область устойчивости в координатах этих двух коэффициентов (k1δ и k2δ).

Для этого производится Д-разбиение по k1δ и k2δ, для чего характеристическое уравнение записывается в виде:

                                        .                             (16)

Подставляя P=jω и разделяя действительную и мнимую части, получаем:

                                                                                    (17)

где    Ρ1(ω),R1(ω)-действительные части;

Q2(ω), (R2(ω)- мнимые части соответствующих многочленов;

( Ρ1(ω)≡0 и Q2(ω)≡0 ).


Из выражения (17) получаем:

 

 

4.2  Построение областей устойчивости и анализ устойчивости с

помощью критерия Михайлова

Раскрывая в выражении (18) выражения для R1(ω), Ρ1(ω), R2(ω), Q2(ω) через коэффициенты а0,а1…а5 и единичные добавки ,получим:

Параметру ω даются значения от 0 до ∞ и по уравнениям (19) строятся кривые Д-разбиения. Границы Д-разбиения штрихуются дважды справа, если при изменении ω от 0 до ∞ ∆(ω)=Ρ1(ω )· Q2(ω) < 0 и слева, если ∆(ω) < 0.

Результаты расчета сведены в таблицу, как показано в таблице 4.1

 

Т а б л и ц а 4.1

1

ω

0

0,1

1

2

5

5.9

10

20

25

30

50

100

∞

 

k1δ

-16,8

-16,79

-15,84

-13,3

-30,5

0

5,64

6,13

2,86

0

-10,1

-55,6

-271

-∞

k2δ

∞

7795

72,8

14,8

0,59

0,26

0,41

0,788

0,986

1,05

1,15

1,25

1,29

1,31

2

Ω

0

0,1

1

1.5

2

5

8

10

20

50

100

∞

 

 

k1δ

-0,448

-0,446

-0,259

0

0,278

3,06

5,64

6,6

6,26

0

-57,2

-280

-∞

 

k2δ

∞

1836

17,4

6,22

3,67

0,257

0,295

0,456

0,791

1,056

1,28

1,33

1,35

 

3

Ω

0

0,1

1

2

3

4

10

8

6

15

13

22

100

∞

k1δ

-44

-44,39

-39

-27,5

-15

0

14,5

12,45

6,95

12,4

14,1

0

-100

-482

k2δ

∞

21265

184

30

6,26

-0,37

0,61

0,025

-0,59

1,44

1,19

1,89

2,21

2,28

        

По данным таблицы строятся кривые Д - разбиения, изображенные на рисунке 4.1.

После этого необходимо определить, является ли общий участок всех областей статической устойчивости – претендент на устойчивость – действительно областью устойчивости. С этой целью проводится определение устойчивости системы с помощью критерия Михайлова.

 

4.2.1  Проверка на устойчивость с помощью критерия Михайлова

Для обеспечения устойчивости необходимо выполнение следующих трех условий:

1) U(0)=an>0;

2) V´(0)=an+1>0

где .

3) Все корни уравнений V(ω)=0, U(ω)=0 – действительные и перемежающиеся, то есть между любыми двумя соседними корнями уравнения V(ω)=0 лежит один корень уравнения

U(ω)=0 , и наоборот.

Выбираем общую точку из общего для всех трех областей участка с координатами:

k1δ=4,5,

k2δ=0,6.

При этом  характеристическое уравнение для режима 1 примет вид:

D(р)=0,0000863р5+0,002р4+0,0345р3+0,506р2+2,13р+7,8=0.

Подставив P=jω , получим выражения для V(ω) и U(ω) :

U(ω)=0,002ω4 -0,506ω2 +7,8;

V(ω)=0,0000863ω5-0,0345ω3+2,13ω.

Условия устойчивости:

         1) 7,8>0;

         2) 2,13>0;

3)     уравнение U(ω)=0 имеет корни ω1,2=±15,38 , ω3,4=±4,06.

Уравнение V(ω)=0 имеет корни ω1=0, ω2,3=±17,985 , ω4,5=±8,735.

Корни перемежаются.

Условия устойчивости выполнены.

Данная точка находится внутри области устойчивости режима 1.

Аналогичны исследования для остальных режимов.

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что выделенный претендент действительно является областью статической устойчивости и рабочая настройка коэффициентов усиления находится внутри этого участка.

 

 

 

4.2.2 Построение угловых характеристик мощности.

Угловая характеристика мощности регулируемой неявнополюсной машины P=f(δ) определяется выражением:

 


с учетом изменения ЭДС Eq под действием АРВ.

Для каждого значения угла δ величина Eq вычисляется по формуле:


где                      .

Определим величину напряжения на шинах эквивалентного генератора станции UГ для каждого значения угла δ.

Результаты расчета свести в таблицу, как показано в таблице 4.2.

 

Т а б л и ц а  4.2

δ ˚0

Sinδ

cosδ

F

F-cosδ

Kou=10

Kou=50

Kou=∞

Eq

P

UГ

Eq

P

UГ

Eq

P

UГ

0

0

1

1,465

0,465

1,49

0

1,157

1,12

0

1,04

1

0

1

15

0,26

0,966

1,442

0,476

1,51

0,1

1,155

1,14

0,09

1,038

1,02

0,1

1

…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

180

0

1

1,465

2,46

4,75

0

0,831

5,148

0

0,96

5,3

0

1

 

По данным таблицы построить зависимости: P=f(δ), Eq=f(δ), UГ=f(δ), которые изображены на рисунках 4.2, 4.3, 4.4.

Сделать вывод.

 

4.2.3 Регулирование по производным линейной комбинации напряжения

На зажимах генератора и угла вектора напряжения на зажимах генератора.

Для расширения областей статической устойчивости применяется метод синтеза структур стабилизации АРВ высокой точности.

В данном проекте рассматривается эффективность регулирования по первой и второй производным линейной комбинации напряжения на зажимах генератора UГ  и угла δUг.

где αδ-коэффициент долевого участия.

 

В данном случае единичные добавки определяются выражениями:

 

                           

Значение αδ принимается вдвое меньше максимального, обращающего bδK в ноль, то есть:

где  

                           

При этих условиях производится D-разбиение по k1δ и k2δ.

Результаты расчета сводятся в таблицу, как показано в таблице 4.3.

 

Т а б л и ц а 4.3

ω

0

1

2

…

5

…

20

…

30

k1δ

-16,8

-16,55

-15,78

 

-8,2

 

-8,07

 

24,5

k2δ

-∞

76

17,6

 

1,6

 

-2,77

 

-2,78

 

По данным таблицы строят кривые D-разбиения, изображенные на рисунке 4.5.

Сделать вывод.

 
5  Расчет динамической устойчивости электрической системы

 

В этом пункте работы необходимо выполнить анализ влияния АРВ сильного действия на динамическую устойчивость. Для этого при заданном коротком замыкании с последующим отключением одной цепи и включением ее обратно проводится расчет динамической устойчивости электрической системы без АРВ и с АРВ сильного действия. Эти расчеты выполняются с применением программы “Мустанг”.

 

 

 


 Рисунок 4.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.2

 

Рисунок 4.3

 

 

 

Рисунок 4.4

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.5

 

 

6  Задание на расчетно-графическую работу

Исходные данные для выполнения расчетно-графической работы строго индивидуальны. Вариант задания определяется по двум последним цифрам зачетной книжки.

Общие исходные данные:

6.1 Схема электрической системы приведена на рисунке 5.1. Варианты задания приведены в таблице А.2 приложения А.

6.2 Параметры линий электропередачи берутся из таблицы, расположение фаз – горизонтальное (см. таблицу А.3 приложения А).

6.3  Значения остальных параметров генераторов берутся из таблицы А.1 приложения А.

6.4 Номинальная мощность (Р) эквивалентного генератора электростанции принимается на 20 % больше мощности, выдаваемой станцией в первом из указанных в пункте 1 режимов.

6.5  Число переключательных пунктов – 1 (расположен на половине длины линии).

6.6  Номинальная мощность эквивалентного трансформатора на каждой из концевых подстанций электропередачи принимается равной 110 % от номинальной полной мощности эквивалентного генератора станции (Sт.ном.=1,1Sг.ном.)    напряжение короткого замыкания -14%.

6.7  Регулирование возбуждения генераторов осуществляется по производным либо тока статора (П=1), либо угла вектора напряжения на зажимах генератора (П= δ).

       6.8 Эквивалентная постоянная времени АРВ сильного действия (Тр) принимается равной 0,05 сек.


6.9 Во всех рассматриваемых режимах напряжение на зажимах эквивалентного генератора  Uг в относительных единицах равно напряжению Uс на шинах приемной системы, причем Uг=Uс=1.

  

Рисунок 5.1 - Схема электрической системы

 

 

7 Расчетно-графическая работа №2

 

7.1 Автоматика нормального режима. Противоаварийная автоматика. Основные термины.

 

7.1.1 Автоматическое повторное включение (АПВ)

Назначение АПВ. Классификации АПВ. Основные требования к схемам АПВ. Электрическое АПВ однократного действия. Особенности выполнения АПВ на воздушных выключателях. Выбор установок АПВ. Двукратное АПВ. Особенности выполнения двукратного АПВ на воздушных выключателях. Трехфазное АПВ на линиях с двухсторонним питанием. Несинхронное АПВ. Быстродействующее АПВ. Однофазное АПВ. АПВ с ожиданием синхронизма. АПВ шин.

 

7.1.2 Автоматическое выключение резервного питания и оборудования (АВР)

Назначение АВР. Основные требования к схемам АВР. Принцип действия АВР. АВР трансформаторов. АВР на подстанциях. Сетевые АВР. Расчет установок АВР. Комплексная автоматизация подстанции и распределительных сетей.

 

7.1.3 Автоматическое включение синхронных генераторов на параллельную работу. Способы синхронизации

Точная синхронизация, самосинхронизация. Сравнение способов синхронизации. Устройства для автоматизации процесса синхронизации.

 

7.1.4 Автоматическое регулирование возбуждения синхронных генераторов и компенсаторов

Назначение и виды автоматического регулирования возбуждения. Устройства быстродействующей форсировки возбуждения. Компаундирование возбуждения генераторов. Электромагнитный корректор напряжения. Система компаундирования возбуждения полным током. Фазовое компаундирование током.

 

7.1.5 Автоматическое регулирование режима энергосистемы по частоте и перетокам активной мощности (АРЧМ)

Баланс мощности, частота и перетоки. Частотные характеристики энергосистемы. Система АРЧМ гидроэлектростанций, система АРЧМ тепловой электростанции.

Системные устройства АРЧМ, автоматический регулятор частоты (АРЧ), автоматический ограничитель перетока (АОП). Автоматический регулятор перетока (АРП), комплексный автоматический регулятор перетока и частоты (АРПЧ). Система АРЧМ местные системы АРЧМ, централизованные системы АРЧМ.

 

7.1.6 Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)

Назначение и основные принципы выполнения АЧР. АПВ после АЧР. Схемы АЧРС, ЧАПВ. Схемы АЧР - I, АЧР-II. Отделение собственных нужд электростанций при снижении  частоты в энергосистеме.

 

7.1.7 Противоаварийная автоматика (ПА)

Назначение ПА. Основные виды ПА. Противоаварийная автоматика для предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ), противоаварийная автоматика для ликвидации асинхронного режима (АПНУ), противоаварийная автоматика для ограничения повышения частоты (АОПЧ), противоаварийная автоматика для ограничения повышения напряжения (АОПН). Основные принципы выполнения ПА. Основные технические требования к устройствам ПА. Централизованные устройства ПА на базе новой ВТ. Автоматика дозировки управляющих воздействий ПА (АДВ). Выбор управляющих воздействий ПА.

 

8 Расчетное задание

 

8.1 Расчет установок АПВ, АВР

8.2 Определение коэффициента усиления для АРВ СД.

8.3 Расчет установок АЧР - I и АЧР - II.

8.4 Расчет установок управляющих воздействий в устройстве АДВ.

8.5 Составление структурных схем АПНУ, АЛАР.

 

9 Методические указания

 

Методические указания предназначены для самостоятельного изучения курса «Автоматизация управления и диспетчеризация электрических систем и энергообъединений»

При изучении разделов данного курса магистрант должен ясно представить себе цель, назначение каждого вида автоматики энергосистем. Необходимо знать, в чем условность разделения автоматики энергосистем на технологическую и системную. Магистрант должен уметь построить структурные схемы автоматики энергосистем с выделением выявительной, логической и исполнительной частей. Необходимо различать автоматику, построенную на замкнутых и программных принципах управления, работающих по местным и системным параметрам, воздействующую на генерирующие и нагрузочные части системы.

При изучении раздела 1.1:

Необходимо знать классификацию АПВ по видам, по скорости действия, по виду оборудования, на которое подается напряжение.

При изучении требований к схемам АПВ необходимо исходить из цели, назначения и места установки АПВ. Необходимо уметь выполнить расчет установок АПВ.

При изучении раздела 1.2:

Необходимо усвоить, что основным назначением АВР является уменьшение времени перебоя в электроснабжении, при отключении элементов сети. Изучить принципы комплексной автоматизации подстанций распределительных сетей;

При изучении раздела 1.3:

Усвоить, что основным моментом данного раздела является представление условий обеспечения устойчивости при включении двух несинхронно вращающихся частей энергосистем. Необходимо изучить основные условия синхронизации по частоте, углу и по другим параметрам процесса;

При изучении раздела 1.4:

Необходимо усвоить, что наиболее важными вопросами при АРВ являются:

- изучение принципов действия АРВ на основе принципов обратной связи;

- выбор параметров настройки;

- выбор параметров входной информации;

- классификация видов  АРВ;

- условия обеспечения устойчивости системы АРВ.

 

При изучении раздела 1.5:

Необходимо различать регулирование частоты по местным и системным параметрам, установить взаимосвязь регулирования частоты и мощности с балансом мощности в энергосистеме, уметь строить частотные характеристики генераторов и нагрузки, уметь строить структурные схемы  АРЧМ.

 При изучении раздела 1.6:

 Необходимо усвоить, что данная автоматика воздействует в основном на отключение нагрузки при снижении частоты, различать АЧР-1, АЧР-2, уметь считать объемы отключаемой нагрузки при АЧР.

 При изучении раздела 1.7:

 Необходимо усвоить, что данная автоматика является в основном системной и базируется на программных принципах управления, необходимо изучить принципы действия выявительных и исполнительных органов управления. Особое внимание уделить изучению устройств автоматической дозировки воздействий с использованием микропроцессорной техники.

 

Для выполнения расчетно–графической работы необходимо освоить теоретический курс согласно программе по указанной литературе. Расчетно–графической работа содержит перечень вопросов. Ответы должны поясняться схемами и эскизами. В конце работы указывается использованная литература, дата и подпись магистранта.

Вариант расчетно–графической работы выбирается по сумме последних двух цифр зачетной книжки, которые приведены в таблице 1 (например, в зачетной книжке две последние цифры 53, тогда вы должны выбрать вариант 8, т.е. 5+3=8) 

 

Т а б л и ц а 1-Варианты заданий для расчетно–графической работы №2

№ варианта

Задачи

I

II

III

0

1

17

33

1

2

18

34

2

3

19

35

3

4

20

36

4

5

21

37

5

6

22

38

6

7

23

39

7

8

24

40

8

9

25

41

9

10

26

42

10

11

27

43

11

12

28

44

12

13

29

45

13

14

30

46

14

15

31

47

15

16

32

48

16

17

30

40

17

18

35

45

18

19

37

47

 

 

10   Контрольные вопросы

 

10.1       Привести схему размещения АПВ для тупиковых линий. Пояснить принцип действия.

10.2       Привести схему размещения АПВ для транзитных линий. Пояснить принцип действия.

10.3       Привести схему размещения несинхронного АПВ. Пояснить принцип действия.

10.4       Привести схему размещения АПВ с улавливанием синхронизма. Пояснить принцип действия.

10.5       Принципиальная схема АПВ однократного действия для линии с масляным выключателем.

10.6       Принципиальная схема АПВ однократного действия для линии с воздушным выключателем.

10.7       Определить установку однократных АПВ для линии с односторонним питанием, при trп=0,3с, tзап=0,5с.

10.8       Определить время автоматического возврата АПВ, при tзащ=0,2с, tоткл=0,12с, tзап=0,5с.

10.9       Определить изменение угла между напряжением по концам отключившейся линии, при Рл=200 МВт, Тц1=7с, Тц2=5,6с, Рг1=800 МВт, Рг2=500 МВт

10.10    Привести схемы выполнения пусковых органов АВР.

10.11    Привести принципиальные схемы АВР трансформаторов собственных нужд.

10.12    Привести принципиальные схемы АВР секционного выключателя для подстанции с СД.

10.13    Привести принципиальную схему размещения АВР линии.

10.14   Определить установку АВР, при tотк=0,12, tзап=0,3 сек

10.15   Приведите формулу расчета напряжения срабатывания для минимального напряжения.

10.16   Приведите формулу расчета напряжения срабатывания для минимального напряжения.

10.17   Приведите формулу расчета напряжения срабатывания реле контроля напряжения на резервном источнике питания.

10.18   Привести схему выполнения автоматики разгрузки трансформаторов.

10.19   Приведите условия точной синхронизации генераторов.

10.20   Приведите условия самосинхронизации генераторов.

10.21   Приведите схему синхронизатора с постоянным углом опережения.

10.22   Приведите структурную схему  автоматического синхронизатора.

10.23   Приведите схему, поясняющую принцип действия электромеханического АРВ.

10.24   Приведите схему, поясняющую принцип действия электрического АРВ.

10.25   Приведите принципиальную схему устройства быстродействующей форсировки.

10.26   Поясните графический способ определения максимального напряжения возбудителя при форсировке возбуждения.

10.27   Поясните принцип действия электромагнитного корректора напряжения.

10.28   Приведите структурную схему фазового компаундирования.

10.29   Приведите структурную схему автоматического регулятора возбуждения сильного действия.

10.30   Приведите структурные схемы группового регулирования напряжения с механической связью.

10.31   Приведите структурные схемы группового регулирования напряжения с вводом дополнительного напряжения.

10.32   Приведите структурные схемы  группового регулирования напряжения с общим регулятором возбуждения.

10.33   Приведите формулу статической характеристики потребителей энергосистемы.

10.34   Приведите функциональную схему автоматического регулятора частоты вращения АРС турбоагрегата.

10.35   Приведите совмещенную частотную статическую характеристику энергосистем.

10.36   Приведите структурную схему автоматического регулятора частоты.

10.37   Приведите структурную схему автоматического регулятора перетока.

10.38   Приведите структурную схему комплексного автоматического регулятора перетока и частоты.

10.39   Приведите структурную схему автоматического ограничителя перетока.

10.40   Приведите структурную схему системы АРЧМ.

10.41   Приведите формулу расчета установки АЧР - I.

10.42   Приведите формулу расчета установки АЧР - II.

10.43   Приведите формулу расчета установки совмещенного действия АЧР - I и АЧР - II.

10.44   Приведите схемы АЧР - I и АЧР - II.

10.45   Приведите структурные схемы АПНЦ.

10.46   Приведите структурные схемы автоматики ликвидации асинхронных режимов.

10.47   Определите полное время действия ПА.

10.48   Приведите структурную схему автоматики от набора мощности с фиксацией угла.

 

 

Приложение А

 

Таблица А.1 - Параметры генераторов

Вариант

cos φг.ном

Xd, о.е.

Xq, о.е.

X'd,о.е.

Тdo, сек

Тy,   сек

1

0,85

2,3

2,3

0,4

7

5

2

0,8

1,3

0,75

0,3

5

8

 

 

Таблица А.2 - Варианты заданий к расчетно-графической работе

№№

Длина ЛЭП, км

Провод

Тип

Рнб

П

Те

1

2

3

4

5

6

7

1

250

1

1

300

1

0,02

2

500

3

2

1000

δ

0,05

3

300

2

1

310

1

0,03

4

550

2

2

1100

δ

0,1

5

200

3

1

320

δ

0,04

6

600

1

2

1200

1

0,16

7

180

1

1

330

δ

0,05

8

650

3

2

1300

1

0,2

9

220

1

2

340

1

0,06

10

700

1

1

1400

δ

0,25

11

240

3

2

350

1

0,07

12

750

1

1

1500

δ

0,3

13

260

1

2

360

1

0,08

14

800

3

1

1050

1

0,08

15

280

2

2

370

δ

0,13

16

850

2

1

1150

1

0,09

17

160

3

2

380

1

0,18

18

825

1

1

1250

δ

0,1

19

150

1

1

390

1

0,23

20

775

3

1

1350

δ

0,025

21

175

2

1

400

δ

0,28

22

725

2

2

1450

1

0,035

23

200

3

1

225

δ

0,06

24

675

1

2

1025

1

0,045

25

225

1

1

250

1

0,11

26

625

3

2

1075

δ

0,055

27

250

2

1

275

1

0,17

28

575

2

2

1125

δ

0,065

  

Продолжение таблицы А.2

1

2

3

4

5

6

7

29

230

3

1

325

δ

0,22

30

525

1

2

1175

1

0,075

31

210

1

2

375

δ

0,027

32

475

3

1

1225

1

0,085

33

190

2

2

425

1

0,04

34

425

2

1

1275

δ

0,02

35

170

3

2

305

1

0,03

36

400

1

1

1325

δ

0,09

37

150

1

2

335

δ

0,04

38

450

3

1

1375

1

0,14

39

155

2

2

365

δ

0,06

40

490

2

1

1425

1

0,24

41

185

3

1

395

1

0,07

42

540

1

2

1475

δ

0,29

43

215

1

1

405

1

0,08

44

590

3

2

1010

δ

0,3

45

245

2

1

395

δ

0,03

46

640

2

2

1060

1

0,2

47

205

3

1

385

δ

0,1

48

690

1

2

1110

1

0,1

49

235

1

1

355

1

0,05

50

740

3

2

1160

δ

0,14

 

Таблица А.3 - Параметры линий электропередачи

        №

U,кВ

№№ варианта провода

мм2

Число проводов в фазе, шт.

Расстояние между проводами фазы, м

Расстояние между фазами, м

1

220

1

300

1

-

7,5

2

400

1

-

8,0

3

500

1

-

8,5

2

500

1

300

3

0,4

14,0

2

400

3

0,45

14,0

3

500

3

0,5

14,5

 

  

Список литературы

1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. –М.: Энергия, 1970 – 544 с. (гл. 4,10).

2. Анисимова Н.Д. и др. Методика расчетов устойчивости автоматизированных электрических систем. Под ред. В.А.Веникова. – М.: Высшая школа, 1966 – 268 с. (гл. 6)

3. Справочник по проектированию электрических систем. Под ред. С.С.Рокотяна и И.М. Шапиро. –М.: Энергоатомиздат, 1985 –952 с.

 

Содержание

 

 

Ввведение

3

1

Расчетно-графическая работа №1

4

2

Требования к оформлению расчетно-графической работы

5

3

Расчет режимных параметров энергообъединений

5

3.1

Вывод характеристического уравнения и определение аналитических выражений его коэффициентов

 

5

3.2

Расчет параметров схемы замещения

9

3.3

Расчет режимных параметров

9

3.4

Расчет коэффициентов характеристического уравнения

11

4

Проверка на устойчивость с помощью критерия Михайлова

14

4.1

Вывод параметрических уравнений для построения кривых  D-разбиения

 

14

4.2

Построение областей устойчивости и анализ устойчивости с помощью критерия Михайлова

 

15

5

Расчет динамической устойчивости электрической системы

21

6

Задание на расчетно-графическую работу

21

7

Расчетно-графическая работа №2

23

7.1

Автоматика нормального режима. противоаварийная автоматика. Основные термины.

 

23

8

Расчетное задание

24

9

Методические указания

24

10

Контрольные вопросы

26

 

Приложения А

29

 

Список литературы

31