Материал: Полный текст лекций

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Оглавление
Лекция 1 от 08.02.2022................................................................................................................	3
Введение ...................................................................................................................................	3
Математическое описание генератора. .................................................................................	4
Уравнение движения ...............................................................................................................	6
Параметры генераторов ..........................................................................................................	7
Базисные единицы...................................................................................................................	7
Переход в систему 0qd ............................................................................................................	8
Механическая инерционная постоянная.............................................................................	20
Лекция 2 от 15.02.22..................................................................................................................	20
Поведение синхронной машины при переходных процессах ..........................................	20
Частотная характеристика СМ.............................................................................................	21
Внешнее сопротивление линии............................................................................................	22
Параметры элементов ЭС .....................................................................................................	23
Лекция 3 от 22.02.22..................................................................................................................	24
Определение Xвн...................................................................................................................	24
Режим генератора (P > 0, Q > 0)...........................................................................................	25
Угловая характеристика........................................................................................................	27
Уравнение движения преобразованное...............................................................................	28
Моментно-угловая характеристика .....................................................................................	29
PQ – диаграмма (тоже характеристика) ..............................................................................	33
Единицы возбуждения номинальные (е. в. н.) и единицы возбуждения ХХ (е. в. х. х.) 34
Лекция 4 от 01.03.22..................................................................................................................	35
Режим генератора (P > 0, Q < 0)...........................................................................................	35
Режим двигателя (P < 0, Q < 0) ............................................................................................	36
Режим двигателя (P < 0, Q > 0) ............................................................................................	36
Устойчивость ЭС ...................................................................................................................	37
Ключевые особенности устойчивости ................................................................................	38
Собственная частота (электромеханических) колебаний .................................................	39
Лекция 5 от 22.03.22..................................................................................................................	41
Статическая устойчивость....................................................................................................	41
Снижение U на шинах генератора при увеличении передаваемой мощности ...............	42
Обеспечение постоянства напряжения на шинах статора ................................................	42
Современный АРВ.................................................................................................................	43
Динамическая устойчивость ................................................................................................	44
Простой переход (отключении линии)................................................................................	44
КЗ с отключением линии ......................................................................................................	46
Лекция 6 от 29.03.22..................................................................................................................	47
Динамическая результирующая устойчивость ..................................................................	47
Противоаварийная автоматика ............................................................................................	47

Автоматическое повторное включение (АПВ) линии.......................................................	48
Модель АПВ двухцепной линии .........................................................................................	49
Неуспешное АПВ ..................................................................................................................	50
АПВ одноцепной линии........................................................................................................	51
Последовательное торможение............................................................................................	52
Параллельное торможение ...................................................................................................	53
Лекция 7 от 05.04.22..................................................................................................................	54
Асинхронные двигатели .......................................................................................................	55
Реальный АД ..........................................................................................................................	55
Схема замещения АД полная ...............................................................................................	56
Схема замещения АД упрощенная ......................................................................................	57
Пусковые характеристики АД .............................................................................................	58
Момент механизма ................................................................................................................	60
Зависимость пусковых характеристик ................................................................................	61
Поиск критического момента...............................................................................................	63
Переходные процессы...........................................................................................................	63
Лавина напряжения ...............................................................................................................	64
Лекция 8 от 12.04.22..................................................................................................................	65
Эквивалентирование нескольких АД ..................................................................................	65
Статическая нагрузка ............................................................................................................	65
Статические характеристики нагрузки по U ......................................................................	67
Типовой узел нагрузки..........................................................................................................	68
Значения коэффициентов a, b, c...........................................................................................	69
Статические характеристики нагрузки по частоте ............................................................	69
Регулирующий эффект нагрузки .........................................................................................	70

Лекция 1 от 08.02.2022

Введение

Рисунок 1.

Электромеханические переходные процессы. Проблема этого курса: он идет не в правильном порядке, он должен преподаваться после курса электромагнитные переходные процессы, ТАУ и электрические системы и сети.

На рисунке изображена схема. Примерно к этой схеме мы будем стремиться в нашем курсе. Используется Simulink. Основные элементы: генераторы, трансформаторы, выключатели (квадратики), воздушные линии, кабельные линии, нагрузки (в виде стрелки – статическая нагрузка [например: свет], в виде двух окружностей – асинхронный двигатель. Для статической нагрузки зависимости электромагнитного момента от напряжения либо вовсе нет, либо пропорциональна напряжению, а для асинхронного двигателя эта зависимость – квадратичная) и ШБМ (шины бесконечной мощности). ШБМ – это трехфазный источник напряжения, который сдвинут по фазе на 120° и который способен создать баланс в прилегающей энергосистеме, то есть он в нормальном режиме готов взять на себя все излишки активной/реактивной мощности. Или если системе, наоборот, не достает мощности, то ШБМ могут выдать эту мощность в обратную сторону.

Переходные процессы: волновые, электромагнитные, электромеханические и установившийся режим работы (квазиустановившийся режим работы). Волновые перех. процессы самые быстрые. Это удары молнии, коммутационные перенапряжения от включения/отключения автоматов [103–108 Гц]. Электромагнитные чуть помедленнее [от долей секунд до единиц секунд] – это различные КЗ, которые должны быть отключены РЗ. Электромеханические [от долей секунды до десятков секунд] – КЗ электромагнитного переходного процесса внесло в ЭС избыточную энергию, то есть энергия перейдет в другое место ЭС. В такой ситуации важен сам момент перехода от устойчивого состояния к состоянию после КЗ, важно произойдет ли этот переход. Если он произойдет, то считается что наша ЭС устойчива, если нет – неустойчива. Неустойчивой она может быть по ряду причин: нарушается устойчивость параллельной работы всех генераторов (М1 с М2, М1 с ШБМ, М2 с ШБМ). По сути, задача нашего курса – это устойчивость энергосистемы, её нарушение, какие они бывают, что сделать, чтобы её повысить и т.д. За время послеаварийного режима мы можем не только что-то включить/отключить, но еще управлять

прямо в переходном процессе, допустим либо возбуждением генераторов, либо мощностью турбин генераторов.

Чтобы построить эту схему, нужно задать параметры её элементов. При этом в электромеханических переходных процессах рассматриваются ЭС-мы с минимальным количеством допущений. Что это значит: генератор, трансформатор, линии и нагрузка будут заданы как положено. Из всего этого самым сложным для математического описания элементом является генератор (и синхронный генератор, и асинхронный двигатель).

Математическое описание генератора.

Рисунок 2.

Теория двух реакций: обычную машину в осях ABC (левый круг) можно представить в виде эквивалентной машины, у которой есть продольная и поперечная оси, и при этом все обмотки которые есть можно размазать либо по оси d, либо по оси q. То есть, при переходе получим: обмотку статора на оси d и q, обмотку возбуждения на оси d и демпферную обмотку на оси d и q. Считается, что эти две оси можно рассматривать отдельно.

На рисунке 2 внизу представлены: слева – эквивалент машины по оси d, справа – по оси q. На рисунке 3 показано уравнение Парка – Горева, которая описывает синхронную машину (уравнение синхронной машины).

На рисунке 3: первые два выражения – уравнение статорное; третье – уравнение нулевой составляющей; четвертое – уравнение обмотки возбуждения; следующие три – уравнения демпферных контуров; остальное – уравнения, которые описывают связь между потокосцеплениями, токами и сопротивлениями этой машины. То есть, в симулинке решается эта система уравнений, которые показывают электрическую часть машины. Но сама машина представляет собой еще и ротор (который крутится), и для того, чтобы у нас все уравнения полностью сложились необходимо вывести уравнение движения (рисунок 5).

Рисунок 3. Уравнение СМ (Парка-Горева)

Рисунок 4.

Для нас это уравнение Парка – Горева дополняется следующим уравнением:

Источник: https://studfile.net/preview/16589237/

Смотрите также:

134126
1444
1532
1804
1sma5-0at3rev1
2 Общ фарм +
2270
2409
2737
3 (лекция) Метод нейтрализации