Структурная схема объекта. (Лекция 5)

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Структурная схема объекта. (Лекция 5)

Содержание

2. Структурная схема для исследования статической устойчивости
3. Структурная схема простейшей регулируемой энергосистемы
4. Алгоритм регулирования
5. Входные сигналы системы регулирования α = Xd / XdΣ
6. Структурная схема системы регулирования
8. Коэффициенты характеристического уравнения
9. Качественная иллюстрация влияния алгоритма канала регулирования напряжения на области колебательной устойчивости генератора 1 – включен только
10. Предельно допустимые коэффициенты усиления по отклонению напряжения
11. Общие положения теории динамической устойчивости Статическая устойчивость – необходимое, но недостаточное условие функционирование ЭЭС Более реальны
12. ЗАДАЧИ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ а) расчет параметров динамического перехода при эксплуатационных или аварийных отключениях нагруженных элементов
13. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
14. Схема рассматриваемой ЭЭС Простейшая система «машина-линия-ШБМ» Характеристика мощности генератора
15. СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЁТОВ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ Принципиальная схема электропередачи (а) и схемы замещения для нормального (б),
16. Уравнение движения ротора и «простой переход» Уравнение движения ротора генератора При PT > P ротор ускоряется,
17. Характеристики мощности в простом переходе Нормальный / аварийный (откл.цепи ЛЭП) режимы
18. Анализ протекания переходного процесса Отключение одной цепи – увеличение экв.инд.сопр. Уменьшение характеристики мощности Небаланс мощности на
19. Работа сил ускорения и торможения Работа сил – произведение мощности на путь Энергия запасаемая ротором в
20. Пример устойчивого / неустойчивого перехода
21. Общий случай расчетов динамической устойчивости Реальный расчетный случай – К(1) или К(1,1) При К(1,1) посадки напряжения
22. Характеристики мощности для НР, АР и ПАР
23. Правило площадей для НР, АР и ПАР Общие выражения для площадок ускорения и торможения Равенство площадок
24. Применение правила площадей для анализа динамической устойчивости генератора Ускорение ротора Торможение ротора
25. АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ ПРИ ПРЕДЕЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ОТКЛЮЧЕНИЯ КЗ
26. Времена отключения коротких замыканий Нормативные времена отключения 220 кВ 0,16 сек. 330, 500 кВ 0,12 сек.
27. Меры повышения динамической устойчивости (1) Сокращение времени отключения КЗ Электрическое торможение (последовательное / параллельное) генератора Отключение
28. Меры повышения динамической устойчивости (2) Автоматическое повторное включение снижение тока подпитки дуги до 50-70 А происходит
29. ВЛИЯНИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ И ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ЗАЩИТ
30. ВЛИЯНИЕ АВАРИЙНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИН
31. Расчеты динамической устойчивости в реальных ЭЭС Extended Equal Area Criteria (EEAC) эквивалентирование реальной модели ЭЭС до
32. Пример расчета динамики крупного транзита синий н – ΔtКЗ=1,0 сек.; красный – ΔtКЗ=1,2 сек.; зеленый –
34. Скачать презентацию

Слайд 2

Структурная схема для исследования статической устойчивости

Слайд 3

Структурная схема простейшей регулируемой энергосистемы

Слайд 4

Алгоритм регулирования

Слайд 5

Входные сигналы системы регулирования
α = Xd /
XdΣ

Слайд 6

Структурная схема системы регулирования

Слайд 7

Слайд 8

Коэффициенты характеристического уравнения

Слайд 9

Качественная иллюстрация влияния алгоритма канала регулирования напряжения на области колебательной устойчивости

генератора

1 – включен только канал регулирования напряжения (АРН);
2 – включен АРН + производная напряжения U’;
3 – АРН + U’ + PSS;
4 – АРН + U’ + производная тока возбуждения;
5 – АРН + U’ + PSS + производная тока возбуждения

Слайд 10

Предельно допустимые коэффициенты усиления по отклонению напряжения

Слайд 11

Общие положения теории динамической устойчивости
Статическая устойчивость – необходимое, но недостаточное условие

функционирование ЭЭС
Более реальны возмущения большой амплитуды (КЗ, вкл/откл крупной нагрузки, линий и т.д.)
однофазное КЗ 0,12 сек. и откл. фазы на 1 сек. (цикл ОАПВ)
двухфазное на землю КЗ 0,12 сек. и откл. ЛЭП на 0,5 сек.
Трехфазное – самое простое для расчетов, мощность генератора равна нулю
Для несимметричных КЗ – эквивалентные шунт и эдс

Слайд 12

ЗАДАЧИ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
а) расчет параметров динамического перехода при
эксплуатационных или

аварийных отключениях
нагруженных элементов электроэнергетической системы;
б) определение параметров динамических переходов при КЗ
в системе с учетом различных факторов:
возможного перехода одного несимметричного КЗ в другое
например, однофазного в двухфазное);
работы автоматического повторного включения (АПВ)
элемента, отключившегося после КЗ, и т. п.
Основная задача – определение предельных времен отключения и выработка ПА мероприятий

Слайд 13

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Слайд 14

Схема рассматриваемой ЭЭС
Простейшая система «машина-линия-ШБМ»
Характеристика мощности генератора

Слайд 15

СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЁТОВ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
Принципиальная схема электропередачи (а) и схемы

замещения для
нормального (б),
аварийного (в)
послеаварийного (г)
режимов

Слайд 16

Уравнение движения ротора и «простой переход»
Уравнение движения ротора генератора
При PT >

P ротор ускоряется, PT < P – тормозится
Угол δ не изменяется скачком ни при каких изменениях схемно-режимных условий
Простой переход – процесс, возникающий вследствие однократного неустранимого изменения схемно-режимных условий
Абстракция как и «малое возмущение»

Слайд 17

Характеристики мощности в простом переходе
Нормальный / аварийный (откл.цепи ЛЭП) режимы

Слайд 18

Анализ протекания переходного процесса
Отключение одной цепи – увеличение экв.инд.сопр.
Уменьшение характеристики мощности
Небаланс

мощности на валу агрегата – ротор получает положительное ускорение (отрезок «bc»)
За счет инерции (TJ) проскакивает точку «с»
Далее ротор тормозится (отрезок «cd») и после нескольких периодов колебаний возвращается в точку «с»
Точка «с» – более тяжелый режим с меньшим запасом статической устойчивости

Слайд 19

Работа сил ускорения и торможения
Работа сил – произведение мощности на путь
Энергия

запасаемая ротором в процессе ускорения (фигура «abca») или торможения (фигура «cdec»)
Критерий динамической устойчивости – правило площадей

Слайд 20

Пример устойчивого / неустойчивого перехода

Слайд 21

Общий случай расчетов динамической устойчивости
Реальный расчетный случай – К(1) или К(1,1)
При

К(1,1) посадки напряжения в сети чрезвычайно велики
Последующее отключение цепи ЛЭП
Т.о., рассматривается три режима при аварии
нормальный режим (две цепи ВЛ в работе)
аварийный режим К(1,1)
послеаварийный режим (отключена одна цепь)
В приближенных расчетах значения шунтов выбираются для обеспечения посадки напряжения на 30, 60 и 100%

Слайд 22

Характеристики мощности для НР, АР и ПАР

Слайд 23

Правило площадей для НР, АР и ПАР
Общие выражения для площадок ускорения

и торможения
Равенство площадок и доп.преобразования дают (при постоянстве ускоряющей мощности ΔPср) где

Слайд 24

Применение правила площадей для анализа динамической устойчивости генератора
Ускорение ротора
Торможение ротора

Слайд 25

АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ ПРИ ПРЕДЕЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ОТКЛЮЧЕНИЯ КЗ

Слайд 26

Времена отключения коротких замыканий
Нормативные времена отключения
220 кВ 0,16 сек.
330, 500 кВ 0,12 сек.
750

кВ 0,1 сек.
1150 кВ 0,08 сек.
Минимальные времена с учетом современных технических средств (релейная защита + выключатель) – 0,05-0,06 сек.

Слайд 27

Меры повышения динамической устойчивости (1)
Сокращение времени отключения КЗ
Электрическое торможение (последовательное /

параллельное) генератора
Отключение нагрузки
Отключение генераторов
Воздействия в УПК

Слайд 28

Меры повышения динамической устойчивости (2)
Автоматическое повторное включение
снижение тока подпитки дуги до

50-70 А происходит за 0,2-0,4 сек.
важна проверка цикла ОАПВ (РЗ+выключатель, дуга, обратная подготовка к включению)
Регулирование мощности турбины
каскады крупных ГЭС
ОЭС Северо-Запада – Путкинская (г.Кемь) в Карелии, Княжегубская ГЭС за Полярным кругом
ОЭС Центра – каскад Волжских ГЭС
экономическое стимулирование за счет увеличения закупочных цен на эл/эн
быстрые парогазовые установки (типа СЗ ТЭЦ)

Слайд 29

ВЛИЯНИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ И ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ЗАЩИТ

Слайд 30

ВЛИЯНИЕ АВАРИЙНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИН

Слайд 31

Расчеты динамической устойчивости в реальных ЭЭС
Extended Equal Area Criteria (EEAC)
эквивалентирование реальной

модели ЭЭС до простейшей системы «машина-шины»
рассмотрение правила площадей
Аналитических методов исследования нелинейных систем а-ля ЭЭС на данный момент не существует
Численное моделирование переходных процессов с учетом выполняемых коммутаций, ограничений и пр.
в проектных организациях – программа МУСТАНГ-95
кафедра «ЭСиС» – модели ЭЭС на основе объектно-ориентированного языка моделирования динамических систем Modelica (реализованное на основе программы Dymola)

Слайд 32

Пример расчета динамики крупного транзита
синий н – ΔtКЗ=1,0 сек.;
красный – ΔtКЗ=1,2

сек.;
зеленый – ΔtКЗ=1,245 сек.;
фиолет. – ΔtКЗ=1,248 сек.;
черный – ΔtКЗ=1,24827865 сек.;
синий в – ΔtКЗ=1,24827875 сек.;

Структурная схема объекта. (Лекция 5)

Содержание

Структурная схема для исследования статической устойчивости

Структурная схема простейшей регулируемой энергосистемы

Алгоритм регулирования

Входные сигналы системы регулированияα = Xd / XdΣ

Структурная схема системы регулирования

Коэффициенты характеристического уравнения

Качественная иллюстрация влияния алгоритма канала регулирования напряжения на области колебательной устойчивости

Предельно допустимые коэффициенты усиления по отклонению напряжения

Общие положения теории динамической устойчивостиСтатическая устойчивость – необходимое, но недостаточное условие

ЗАДАЧИ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИа) расчет параметров динамического перехода при эксплуатационных или

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Схема рассматриваемой ЭЭСПростейшая система «машина-линия-ШБМ» Характеристика мощности генератора

СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЁТОВ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИПринципиальная схема электропередачи (а) и схемы

Уравнение движения ротора и «простой переход»Уравнение движения ротора генератора При PT >

Характеристики мощности в простом переходеНормальный / аварийный (откл.цепи ЛЭП) режимы

Анализ протекания переходного процессаОтключение одной цепи – увеличение экв.инд.сопр.Уменьшение характеристики мощностиНебаланс

Работа сил ускорения и торможенияРабота сил – произведение мощности на путь Энергия