ЭМПП_1_Кутонов_5А93

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

«Лабораторная работа 1»

Вариант 9

по дисциплине:

«Электромеханические переходные процессы»

Исполнитель:
студент группы	5А93		Кутонов В.С.
Преподаватель:	.

Томск – 2022

Цель работы: изучить влияние параметров внешней электрической сети и промежуточной нагрузки на статическую устойчивость одномашинной энергосистемы.

Исходные данные

Рисунок 1 – Электрическая схема (а) и схема замещения (б) одномашинной энергосистемы

Система:

.

Эквивалентный генератор:

, Мвт	, кВ		, о.е.	, о.е.	, кВ

Эквивалентный трансформатор Т1:

	, кВ	, кВ	, Ом	, Ом
125	242	10,5	1,42	51,6

Эквивалентный трансформатор Т2:

	, кВ	, кВ	, кВ	, Ом	, Ом
200	230	121	11	0,57	29,1

Воздушная линия ВЛ1:

, Ом/км	, Ом/км	, км
0,098	0,429	110

Воздушная линия ВЛ2:

, Ом/км	, Ом/км	, км
0,075	0,420	140

Значения мощностей нагрузки:

80	110	60

Выполнение работы

Выразим исходные данные в системе относительных единиц.

Рисунок 2 – Расчёт базисных напряжений и переходного ЭДС

Рисунок 3 – Расчёт данных в относительных единицах

1. Провести расчёт угловых характеристик мощности со стороны генератора и со стороны концентрированной энергосистемы (ШБМ) для идеализированной модели энергосистемы без промежуточной нагрузки.

Рисунок 3 – Расчёт сопротивлений

Рисунок 4 – Расчёт угла α

Рисунок 5 – Расчёт собственных мощностей и взаимной мощности

Рисунок 6 – Угловые характеристики со стороны генератора и ШБМ

2. Провести расчёт идеализированной модели энергосистемы при подключении реактора: .

Рисунок 7 – Расчёт сопротивлений

Рисунок 8 – Расчёт дополняющих углов

Рисунок 9 – Графики угловых характеристик

3. Провести расчёт идеализированной модели энергосистемы при подключении конденсаторной батареи: .

Рисунок 10 – Расчёт сопротивлений

Рисунок 11 – Расчёт дополняющих углов

Рисунок 12 – Графики угловых характеристик

4. На одном графике построить угловые характеристики со сторон генератора и ШБМ, рассчитанные в пунктах 1-3.

Рисунок 13 – Графики угловых характеристик, рассчитанные в пунктах 1-3

Произведём расчёты коэффициентов запаса статической прочности для вышеприведённых опытов

Рисунок 14 – Расчёт запаса статической прочности

5. Провести расчёты, аналогичные пункту 2, при подключении активной нагрузки:

Рисунок 15 – Расчёт сопротивлений и дополняющих углов

Рисунок 16 – Графики угловых характеристик

6. Провести расчёты угловых характеристик энергосистемы и генератора для уточнённой модели энергосистемы без промежуточной нагрузки: для всех элементов схемы замещения.

Рисунок 17 – Расчёт сопротивлений и угла α

Рисунок 18 – Графики угловых характеристик

Рисунок 19 – Коэффициенты запаса статической прочности

8. Самостоятельно выбрать формулы и провести расчёт угловых характеристик со стороны генератора и ШБМ для уточнённой модели при подключении активно-индуктивной нагрузки:

Рисунок 20 – Расчёт сопротивлений и угла α

Рисунок 21 – Графики угловых характеристик

9. Самостоятельно выбрать формулы и провести расчёт угловых характеристик со стороны генератора и ШБМ для уточнённой модели при подключении активно-емкостной нагрузки:

Рисунок 22 – Графики угловых характеристик

Рисунок 23 – Графики угловых характеристик

Рисунок 24 – Коэффициенты запаса статической прочности

Ответы на контрольные вопросы

1. Практическим критерием статической устойчивости одномашинной системы является положительное значение синхронизирующей мощности, то есть возрастающий характер характеристики мощности.

2. При подключении шунтирующего реактора предел статической устойчивости будет уменьшаться, потому что реактор будет увеличивать взаимное сопротивление генератора и системы, вследствие чего максимум графика мощности станет ниже, а, следовательно, уменьшится и запас устойчивости.

3. При подключении конденсаторной батареи взаимное сопротивление, наоборот, уменьшается, поэтому в этом случаем максимум мощности возрастет, а вместе с ним и коэффициент устойчивости.

4. В уточненной модели характеристики мощности генератора и системы не будут совпадать, так как часть мощности будет теряться на активных сопротивлениях.

5. Дополняющий угол может быть отрицательным только у взаимного сопротивления, так как взаимное сопротивление характеризует лишь коэффициент пропорциональности между ЭДС в одной ветви и током в другой ветви.

6. Дополняющие углы собственных сопротивлений не могут быть отрицательными, так как они характеризуют отношение между ЭДС и током в одной ветви, то есть определяют активное сопротивление, которое физически не может быть отрицательным.