2.2.1 Нормальный режим

Расчёт нормального режима проведён в задаче 1.

2.2.2 Аварийный режим

Составляем схему замещения системы при трёхфазном КЗ

Рисунок 10 - Схема замещения системы при трёхфазном КЗ

При трёхфазном КЗ в точке К-2 взаимное сопротивление схемы становится бесконечно большим, т.к. сопротивление шунта КЗ Х_? ⁽³⁾ = 0. При этом характеристика мощности аварийного режима совпадает с осью абсцисс.

2.2.3 Послеаварийный режим

Схема замещения при трехфазном коротком замыкании и и расчет послеаварийного режима аналогичем послеаварийному режиму, приведенному в п.2.1.3

Рассчитываем значение углов:

,

.

Находим предельный угол отключения КЗ д_откл:

.

Рассчитываем предельное время отключения КЗ:

.

Выбираем соответствующие уставки срабатывания устройств РЗА:

? Т_откл = +

Поскольку линия имеет защиту, то через некоторое время она отключится выключателями. Следовательно, выбираем элегазовый выключатель серии

ВГТ - 110 с временем отключения = 0,055 с. Также должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от КЗ. Выбираем токовое реле РТ-40 с временем уставки = 0,05 с.

Время действия релейной защиты определяется:

= + = 0,005 + 0,05 = 0,055 с,

Находим время отключения КЗ:

Т_откл = 0,055 + 0,055 = 0,11 с.

0,17 ? 0,11, что удовлетворяет условию ? Т_откл

Строим в одной координатной плоскости угловые характеристики мощности в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах, на графике указываем значение мощности турбины Р₀. С учётом рассчитанного значения предельного угла отключения КЗ д_откл на графике строим площади ускорения и торможения.

Рисунок 11 - График угловых характеристик мощностей и площади ускорения и торможения при трёхфазном КЗ

Для определения динамической устойчивости системы при однофазном КЗ необходимо рассмотреть площади ускорение F_уск и торможения F_торм. Условием для динамической устойчивости системы является неравенство: F_уск ? F_торм. Невооруженным глазом видно по графику угловой характеристики, что площадь ускорения на порядок больше площади торможения, значит система не является динамически устойчивой. Следовательно, накопленная кинетическая энергия не успевает превратиться в потенциальную, в результате скорость вращения ротора и угол д будут расти и генератор выпадет из синхронизма. Для определения статической устойчивости системы необходимо найти коэффициент запаса . Вычислив коэффициент запаса , можно сделать вывод, что система является статически устойчивой, так как .

3. Рассчитать предельное снижение напряжения на шинах асинхронного двигателя

Рассчитываем параметры элементов электропередачи и параметры нагрузки, приведённые к базисному напряжению U_б = 6 кВ и базисной мощности:

S_б = S_{АД ном} = ,

Сопротивление линии:

10^-4

Индуктивное сопротивление рассеяния магнитной цепи двигателя:

Определяем активную мощность потребляемая в исходном режиме двигателя:

Находим активное сопротивление ротора двигателя в исходном режиме (упрощенная схема замещения асинхронного двигателя):

0,05 = ,

0,0392 +0,05• = ,

произведём замену на х и получим:

0,05х² - х + 0,0392 = 0;

Д = в² - 4ас = 1^{2 -} 4•0,05•0,0392 = 0,99216;

х₁ = ;

х₂ =

Выбираем наибольший из корней уравнения и получаем:

= 19,96.

Определяем реактивную мощность, потребляемую в исходном режиме двигателем:

=

Определяем напряжение на шинах системы в исходном режиме:

= =1,где = .

Определяем напряжение на шинах системы, при котором происходит затормаживание двигателя:

= = 0,71.

Определяем запас статической устойчивости двигателя по напряжению:

= • = 29%.

Для построения механической характеристики М = f (S) по уравнению

М = , необходимо произвести следующий расчёт:

Определяем номинальную частоту вращения ротора:

n_ном = n₀• (1 - S_ном) = 741• (1-0,01) = 734 об/мин.

Находим критическое скольжение:

S_кр = S_ном•(5° +) = 0,01• (2,1 + ) = 0,039.

Определяем номинальный и максимальный (критический) моменты двигателя:

М_ном = = Н•м,

М_max = 5° • М_ном = 2,1•6505,3 = 13661, 4 Н•м.

Для построения механической характеристики воспользуемся формулой Клосса:

М = =

Задавшись различными значениями скольжения S, найдём соответствующие им значения момента М. Результаты расчёта занесем в таблицу 6.

Таблица 6

По данным таблицы 6 строим график М = f (S):

Рисунок 12 - График механической характеристики асинхронного двигателя

Система является статически устойчивой, так как коэффициент запаса двигателя по напряжению больше 20%

Заключение

После выполнения данной курсовой работы были отработаны и закреплены теоретические знания, приобретенные в течение семестра по расчету различных видов КЗ; проверки системы на статическую и динамическую устойчивать; построения угловых характеристик мощности и механической характеристики асинхронных.

Научился выполнять анализ системы на устойчивость, рассчитывать режимы работы системы до, после, и во время различных видов КЗ.

Можно сделать вывод, что расчет электромеханических переходных процессов занимает одну из значимых позиций по расчету и проектировании различных простых и сложных систем энергоснабжения.

Список используемой литературы