Короткому замиканні в простій системі»



Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Вінницький національний технічний університет

 

 

Методичні вказівки

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ ІЗ ДИЦИПЛІНИ

«ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ»

для студентів напрямку підготовки 6.050701 – «Електротехніка та електротехнологія»

 

Освітньо-кваліфікайний рівень – бакалавр

 

 

Вінниця ВНТУ 2012

 

 

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Перехідні процеси»./Уклад. Л.Б.Терешкевич. - Вінниця: ВНТУ, 2012. – 35с.

 

Рекомендовано до видання Методичною радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України

 

 

 

 

  

 

Укладач: Леонід Борисович Терешкевич

 

 

Редактор

Коректор

Відповідальний за випуск

 

Рецензенти:

 

 

 

Зміст

 

  Стор
Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 «Дослідження перехідного процесу при трифазному короткому замиканні в простій системі». . . . . . . . . . . . . 2. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2 “Розрахунок аварійних режимів при трифазному короткому замиканні” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3 “Розрахунок аварійних режимів при двофазному короткому замиканні” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4 “Розрахунок аварійних режимів при однофазному короткому замиканні” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5 “Розрахунок аварійних режимів при двофазному короткому замиканні на землю” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6 “Дослідження статичної стійкості режиму в системі електропостачання” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7. ЛАБОРАТОРНА РОТА №7 “Дослідження динамічного переходу при короткому замиканні в простій системі ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток А Технологія використання програми TKZ для розрахування струмів короткого замикання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток Б Характеристика програми STATIC для перевірки статичної стійкості . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток В Характеристика програми DYNAM для перевірки динамічної стійкості . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток Г Коефіцієнти характеристичного рівняння, виражені через параметри системи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ЛІТЕРАТУРА, ЩО ПРОПОНУЄТЬСЯ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ . . . . . . . . . .      

 


Вступ

 

Перехідні процеси в електричних мережах є наслідком пошкодження ізоляції, обривів фазних провідників та інших збурень, наприклад, відключення енергоблоків на електричних станціях, втрата збудження синхронними генераторами, включення потужних асинхронних двигунів і т.д. Згадані збурення можуть відбуватись як в чистому вигляді, так і в різноманітних комбінаціях. Тому найбільш перспективний шлях аналізу таких складних явищ це автоматизований розрахунок.

Лабораторний практикум з дисципліни “Перехідні процеси” має замету дати студентам навички розрахувань перехідних процесів в електричних мережах на комп’ютері.

Щоб виконати такий розрахунок треба підготувати інформацію у відповідності до вимог програмного забезпечення. Робота з підготовки інформації для розрахувань струмів короткого замикання передбачає підготовку і кодування заступної схеми мережі. Така робота має елемент творчості і тому завжди її буде виконувати сам дослідник. Отримані результати необхідно інтерпретувати, провести аналіз, зробити висновки.

Лабораторний практикум з дисципліни “Перехідні процеси” передбачає виконання таких робіт із дослідження характеру перехідного процесу:

· ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 «Дослідження перехідного процесу при трифазному короткому замиканні в простій системі» (2 години),

із розрахунку короткого замикання:

· ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2 “Розрахунок аварійних режимів при трифазному короткому замиканні” (4 години);

· ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3 “Розрахунок аварійних режимів при двофазному короткому замиканні” (2 години);

· ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4 “Розрахунок аварійних режимів при однофазному короткому замиканні” (2 години);

· ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5 “Розрахунок аварійних режимів при двофазному короткому замиканні на землю” (2 години)

і робіт, спрямованих на оцінювання стійкості електричної системи:

· ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6 “Дослідження статичної стійкості режиму в системі електропостачання” (2 години);

· ЛАБОРАТОРНА РОТА №7 “Дослідження динамічного переходу при короткому замиканні в простій системі” (2 години).

Необхідні для виконання робіт інструкції користувачу програмного забезпечення, що використовується при виконанні лабораторних робіт, наведені в додатках.

Лабораторні роботи, для яких підготовлені методичні вказівки, охоплюють програму дисципліни “Перехідні процеси”, що передбачена навчальним планом напряму підготовки 6.050701 – «Електротехніка та електротехнологія».

Програмне забезпечення, яке використовується в лабораторному практикумі, розроблено професором Аввакумовим В.Г.

 

 


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

«Дослідження перехідного процесу при трифазному

короткому замиканні в простій системі»

Мета: дослідити перехідний процес в простій системі при короткому замиканні шляхом розв’язування системи диференціальних рівнянь.

 

Простою системою при дослідженні перехідного процесу прийнято вважати систему з одним генератором нескінченної потужності, що працював в передаварійному режимі на активно-індуктивне навантаження через електропередачу з активним і реактивним опором.

Перехідний процес при трифазному короткому замиканні для фаз A, В і С в цьому випадку описується такими диференціальними рівняннями, які є математичною моделлю процесу, що досліджується:

 

 

де tokA, tokB, tokC -  перехідні струми, що визначаються;

Rk - результуючий активний опір заступної схеми;

Xk - результуючий реактивний опір заступної схеми;

Um - амплітуда напруг фаз А, В і С заступної схеми;

omega - кутова частота;

alfa - ”фаза увімкнення” на коротке замикання;

t - час;

dtokJ/dt - похідна від струму за часом, J=A, B, C;

pi=3.14159.

Дане коротке замикання може розвиватися за різних початкових умов щодо струму:

· попередній режим - холостий хід (t=0; tokJ=0);

· попередній режим - навантаження (t=0; tokJ<>0).

У самій заступній схемі можуть бути різні співвідношення між Rk і Xk (відношення Xk/Rk=Ta визначає постійну часу короткозамкнутого кола).

До моменту t=0 (початок короткого замикання) положення Um може бути різним на комплексній площині: напруга може проходити через “нуль” (“фаза увімкнення” alfa=0) або “фаза увімкнення” відмінна від “нуля” (alfa<>0).

Все це створює велику множину варіантів умов протікання аварійного режиму і вимагає серйозного аналізу.

В лабораторній роботі студент здійснює перше дослідження перехідного процесу в простій системі, що полягає в розв’язуванні приведеної вище системи диференціальних рівнянь за нульових початкових умов на основі програми DIFUR при таких значеннях змінних:

Um=1. alfa=0. f=50. omega=2.×pi×f Rk=0.2 Xk=1.

 

План виконання завдання

 

1. Ознайомитися з програмою DIFUR в частині побудови файлу даних:

 

program DIFUR

* Интегрирование системы дифференциальных уравнений,

* разрешенных относительно производных, методом

* Кутта - Мерсона

real instep

  read(5,5)x,instep,acc,neqs,(y(i),i=1,neqs)

5 format(3f8.3,i3/10f8.3)

 

Де:

x - початкове значення аргумента;

instep - крок зміни аргумента;

acc - необхідна точність;

negs - кількість диференціальних рівнянь;

у - початкові значення функцій.

2. Взяти до уваги, що програма DIFUR призначена для розв’язування системи диференціальних рівнянь, які перевирішені відносно похідних, тобто:

.

3. Рекомендується розглянути приведений нижче файл даних для деякого завдання (системи трьох диференціальних рівнянь):

   0. 0.05 .001 3

   0. 0. 0.

4. Підготувати на бланку програмування ці дані відповідно до відмічених в п. 1 форматів.

5. За допомогою текстового редактора створити файл даних і зберегти його з ім'ям DIFUR. dat на своїй дискеті.

6. Знайти в директорії Вашої групи програму DIFUR. exe, направити її на виконання.

7. Оформити звіт з лабораторної роботи, який включає:

· цілі і технологію виконання лабораторної роботи;

· побудову трьох осцилограм перехідного струму короткого замикання;

· виділення на кожній осцилограмі аперіодичного струму;

· знаходження значення ударного струму і часу його настання;

· визначення з осцилограм постійної часу згасання аперіодичного струму;

· лістинг розв’язку;

· аналіз результатів і висновки.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

“Розрахунок аварійних режимів при трифазному короткому замиканні”

Мета: Провести розрахування аварійного режиму при трифазному короткому замиканні та інтерпретувати отримані результати.

 

Для заданої енергосистеми, рис 1, виконати розрахунок аварійного режиму (струми в вітках і напруги у вузлах) при трифазному короткому замиканні з використанням програми TKZ.

 

Рисунок 1 – Схема електричної мережі, що досліджується

 

Відомості про параметри елементів схеми мережі наведені в табл. 1.

 

Таблиця 1 – Параметри елементів електричної мережі

Місце

устан.

Генератори

Трансформ.

Реактори

Р, Мвт U, кВ х х соsφ S. МВА uк, % Ін, кА Uн, кВ хр, %
Ст. 1 (К) 100 10,5 0,2 0,25 0,85 120 10,5
Ст.. 2 (Т) 25 10,5 0,13 0,15 0,8 15 10,5 10,5 10 10
ТП А 60 10,5
ТП В 31,5 10,5 1,5 10 10
ТП D 60 10,5
ТП С 60 10,5

 

Лінії електропередач напругою 115 кВ, одноколові, потужність системи необмежена

Розрахункові точки і види пошкоджень вибираються за варіантами, табл. 2.

 

Таблиця 2 – Розрахункові точки і види пошкоджень для виконання лабораторної роботи

Варіант Характеристика точки пошкодження
1 шини 115 кВ підстанції А
2 шини 115 кВ підстанції В
3 шини 115 кВ підстанції З
4 шини 115 кВ підстанції Д
5 шини 115 кВ електростанції Т
6 шини 115 кВ електростанції К
7 шини 10,5 кВ підстанції А
8 шини 10,5 кВ підстанції Д
9 виводи 10,5 кВ генератора G1 станції К
10 виводи 10,5 кВ генератора G2 станції Т
11 перша секція шин 10,5 кВ підстанції В  
12 середина ЛЕП, що сполучає А і К

 

План виконання завдання

 

1. Вивчити енергетичну суть завдання і метод вузлових напруг, що реалізовується в програмі TKZ (див. додаток).

2. Ознайомитися з програмою TKZ в частині введення зовнішньої інформації:

 

   dimension mat(100,3),x(100),numusl(100),uusl(100),

   *nuvar(100),tokwet(100),uvar(100),tvar(100)

   common mat,x,numusl,uusl,nuvar,tokwet,uvar,tvar,

   *kolwet,kolusl,kolvar,eps,isign,ier

   read kolwet,kolusl,kolvar

   read ((mat(i,j),j=1,3),i=1,kolwet)

   read (x(i),i=1,kolwet)

   read (numusl(i),i=1,kolusl)

   read (uusl(i),i=1,kolusl)

   read (nuvar(i),i=1,kolvar)

   read epps

   read tokbas

 

де кolwet - кількість віток заступної схеми (комплексної схеми);

kolusl - кількість вузлів заступної схеми;

кolvar - кількість вузлів, напруги в яких будуть уточнюватись за ітераціями;

mat - матриця з'єднань схеми заміщення вимірністю (kolwet*3), кожен рядок якої показує зв'язок наступної вітки з двома вузлами;

x - масив вимірністю kolwet відносних базисних опорів елементів заступної схеми;

numusl - масив вимірністю kolusl номерів вузлів заступної схеми;

uusl - масив вимірністю kolusl напруг (ЕРС) вузлів заступної схеми, відповідний numusl;

nuvar - масив вимірністю kolvar номерів вузлів, напруги в яких будуть уточнюватись за ітераціями;

eps - точність розрахунку, що задається користувачем;

haтokbas - базисний струм на ступені, де знаходиться задана точка пошкодження, кА.

3. Розробити заступну схему без врахування активних опорів і представити її так, щоб кожна вітка графа була приєднана між двома вузлами, а між вузлами інцидентними дузі графа, була б тільки одна вітка, тобто зі схеми вилучаються паралельні вітки.

4. Пронумерувати, починаючи з одиниці, всі вітки заступної схеми, причому, номери займати підряд.

5. Пронумерувати вузли заступної схеми, починаючи з вузлів тих, що містять ЕРС, тобто вузлів, які відносяться до початків віток генераторів, систем, навантажень, займаючи номери підряд.

6. Задати напрями струмів, що передбачаються у вітках, при цьому у вітках, безпосередньо приєднаних до точки пошкодження, струми повинні бути направлені до вузла короткого замикання.

7. Створити таблицю, яка відображає граф заступної схеми. Кожен рядок таблиці повинен містити три числа - номер вітки, номер вузла початку вітки, номер вузла кінця вітки (вважати, що струми йдуть від початку вітки до її кінця).

8. Прийняти базисні умови і розрахувати відносні базисні опори і ЕРС заступної схеми.

9. Розрахувати базисний струм на ступені точки пошкодження.

10. Задати довільно початкове наближення відносних напруг тих вузлів, які не є вузлами з ЕРС або вузлом пошкодження.

11. Прийняти рішення про точність розрахунку (наближення до нуля).

12. Підготувати на бланку програмування файл даних, у відповідності з пунктом 2, при цьому бажано ознайомитися з його побудовою для деякого тестового завдання.

7 8 3

1 11 15 2 12 17 3 13 15 4 14 18 5 15 16 6 17 16 7 16 18

0.2 1.31 1.17 3.33 0.51 0.59 1.43

11 12 13 14 15 16 17 18

1.08 0.93 0.8 0.9 0.9 0.8 0.85 0.

15 16 17

0.001

9.2

 

13. Підготувати, з використанням будь-якого редактора, і записати у файл результати роботи за пунктом 12.

14. Запустити на виконання програму TKZ (врахувати, що в діалозі необхідно вказати програмі шлях до файлу даних за п. 13 і шлях до нового файлу, де будуть збережені результати роботи).

15. Оформити звіт про виконання завдання, який повинен містити текст завдання, підготовчу роботу за пунктами 1, ..., 12, вихідний лістинг і висновки.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

“Розрахунок аварійних режимів при двофазному короткому замиканні”

Мета: Провести розрахування аварійного режиму при двофазному короткому замиканні та інтерпретувати отримані результати.

 

Для заданої енергосистеми, рис 1, виконати розрахунок аварійного режиму (струми в вітках і напруги у вузлах) при двофазному короткому замиканні з використанням програми TKZ.

Відомості про параметри елементів схеми мережі наведені в табл. 1.

Розрахункові точки і види пошкоджень вибираються за варіантами, табл. 2.

 

План виконання завдання

 

1. Вивчити енергетичну суть завдання і метод вузлових напруг, що реалізовується в програмі TKZ.

2. Ознайомитися з програмою TKZ в частині введення зовнішньої інформації.

3. Розробити комплексну заступну схему без врахування активних опорів і представити її так, щоб кожна вітка графа була приєднана між двома вузлами, а між вузлами інцидентними дузі графа, була б тільки одна вітка, тобто зі схеми вилучаються паралельні вітки.

4. Пронумерувати, починаючи з одиниці, всі вітки заступної схеми, причому, номери займати підряд.

5. Пронумерувати вузли заступної схеми, починаючи з вузлів тих, що містять ЕРС, тобто вузлів, які відносяться до початків віток генераторів, систем, навантажень, займаючи номери підряд.

6. Задати напрями струмів, що передбачаються у вітках, при цьому у вітках, безпосередньо приєднаних до точки пошкодження, струми повинні бути направлені до вузла короткого замикання.

7. Створити таблицю, яка відображає граф заступної схеми. Кожен рядок таблиці повинен містити три числа - номер вітки, номер вузла початку вітки, номер вузла кінця вітки (вважати, що струми йдуть від початку вітки до її кінця).

8. Прийняти базисні умови і розрахувати відносні базисні опори і ЕРС заступної схеми.

9. Розрахувати базисний струм на ступені точки пошкодження.

10. Задати довільно початкове наближення відносних напруг тих вузлів, які не є вузлами з ЕРС або вузлом пошкодження.

11. Прийняти рішення про точність розрахунку (наближення до нуля).

 

12. Підготувати на бланку програмування файл даних, у відповідності з пунктом 2.

13. Підготувати, з використанням будь-якого редактора, і записати у файл результати роботи за пунктом 12.

14. Запустити на виконання програму TKZ (врахувати, що в діалозі необхідно вказати програмі шлях до файлу даних за п. 13 і шлях до нового файлу, де будуть збережені результати роботи).

15. За отриманими результатами побудувати векторні діаграми струмів і напруг в точці короткого замикання.

16. Оформити звіт про виконання завдання, який повинен містити текст завдання, підготовчу роботу за пунктами 1, ..., 12, вихідний лістинг, векторні діаграми і висновки.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

“Розрахунок аварійних режимів при однофазному короткому замиканні”

Мета: Провести розрахування аварійного режиму при однофазному короткому замиканні та інтерпретувати отримані результати.

 

Для заданої енергосистеми, рис 1, виконати розрахунок аварійного режиму (струми в вітках і напруги у вузлах) при однофазному короткому замиканні з використанням програми TKZ.

Відомості про параметри елементів схеми мережі наведені в табл. 1. Розрахункові точки і види пошкоджень вибираються за варіантами, табл. 2.

 

План виконання завдання

 

1. Вивчити енергетичну суть завдання і метод вузлових напруг, що реалізовується в програмі TKZ.

2. Ознайомитися з програмою TKZ в частині введення зовнішньої інформації.

3. Розробити комплексну заступну схему без врахування активних опорів і представити її так, щоб кожна вітка графа була приєднана між двома вузлами, а між вузлами інцидентними дузі графа, була б тільки одна вітка, тобто зі схеми вилучаються паралельні вітки.

4. Пронумерувати, починаючи з одиниці, всі вітки заступної схеми, причому, номери займати підряд.

5. Пронумерувати вузли заступної схеми, починаючи з вузлів тих, що містять ЕРС, тобто вузлів, які відносяться до початків віток генераторів, систем, навантажень, займаючи номери підряд.

6. Задати напрями струмів, що передбачаються у вітках, при цьому у вітках, безпосередньо приєднаних до точки пошкодження, струми повинні бути направлені до вузла короткого замикання.

7. Створити таблицю, яка відображає граф заступної схеми. Кожен рядок таблиці повинен містити три числа - номер вітки, номер вузла початку вітки, номер вузла кінця вітки (вважати, що струми йдуть від початку вітки до її кінця).

8. Прийняти базисні умови і розрахувати відносні базисні опори і ЕРС заступної схеми.

9. Розрахувати базисний струм на ступені точки пошкодження.

10. Задати довільно початкове наближення відносних напруг тих вузлів, які не є вузлами з ЕРС або вузлом пошкодження.

11. Прийняти рішення про точність розрахунку (наближення до нуля).

12. Підготувати на бланку програмування файл даних, у відповідності з пунктом 2.

13. Підготувати, з використанням будь-якого редактора, і записати у файл результати роботи за пунктом 12.

14. Запустити на виконання програму TKZ (врахувати, що в діалозі необхідно вказати програмі шлях до файлу даних за п. 13 і шлях до нового файлу, де будуть збережені результати роботи).

15. За отриманими результатами побудувати векторні діаграми струмів і напруг в точці короткого замикання.

16. Оформити звіт про виконання завдання, який повинен містити текст завдання, підготовчу роботу за пунктами 1, ..., 12, вихідний лістинг, векторні діаграми і висновки.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

“Розрахунок аварійних режимів при двофазному короткому замиканні на землю”

Мета: провести розрахування аварійного режиму при двофазному короткому замиканні на землю та інтерпретувати отримані результати.

 

Для заданої енергосистеми, рис 1, виконати розрахунок аварійного режиму (струми в вітках і напруги у вузлах) при двофазному короткому замиканні на землю з використанням програми TKZ.

Відомості про параметри елементів схеми мережі наведені в табл. 1. Розрахункові точки і види пошкоджень вибираються за варіантами, табл. 2.

 

План виконання завдання

 

1. Вивчити енергетичну суть завдання і метод вузлових напруг, що реалізовується в програмі TKZ.

2. Ознайомитися з програмою TKZ в частині введення зовнішньої інформації.

3. Розробити комплексну заступну схему без врахування активних опорів і представити її так, щоб кожна вітка графа була приєднана між двома вузлами, а між вузлами інцидентними дузі графа, була б тільки одна вітка, тобто зі схеми вилучаються паралельні вітки.

4. Пронумерувати, починаючи з одиниці, всі вітки заступної схеми, причому, номери займати підряд.

5. Пронумерувати вузли заступної схеми, починаючи з вузлів тих, що містять ЕРС, тобто вузлів, які відносяться до початків віток генераторів, систем, навантажень, займаючи номери підряд.

6. Задати напрями струмів, що передбачаються у вітках, при цьому у вітках, безпосередньо приєднаних до точки пошкодження, струми повинні бути направлені до вузла короткого замикання.

7. Створити таблицю, яка відображає граф заступної схеми. Кожен рядок таблиці повинен містити три числа - номер вітки, номер вузла початку вітки, номер вузла кінця вітки (вважати, що струми йдуть від початку вітки до її кінця).

8. Прийняти базисні умови і розрахувати відносні базисні опори і ЕРС заступної схеми.

9. Розрахувати базисний струм на ступені точки пошкодження.

10. Задати довільно початкове наближення відносних напруг тих вузлів, які не є вузлами з ЕРС або вузлом пошкодження.

11. Прийняти рішення про точність розрахунку (наближення до нуля).

 

12. Підготувати на бланку програмування файл даних, у відповідності з пунктом 2.

13. Підготувати, з використанням будь-якого редактора, і записати у файл результати роботи за пунктом 12.

14. Запустити на виконання програму TKZ (врахувати, що в діалозі необхідно вказати програмі шлях до файлу даних за п. 13 і шлях до нового файлу, де будуть збережені результати роботи).

15. За отриманими результатами побудувати векторні діаграми струмів і напруг в точці короткого замикання.

16. Оформити звіт про виконання завдання, який повинен містити текст завдання, підготовчу роботу за пунктами 1, ..., 12, вихідний лістинг, векторні діаграми і висновки.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

“Дослідження статичної стійкості режиму в системі електропостачання”

Мета: з використанням програми STATIC провести аналіз можливості виникнення самозбудження в простій енергосистемі, тобто, порушення її статичної стійкості, на основі алгебраїчних критеріїв.

Система складається з ненасиченої явнополюсної синхронної машини без АРЗ з постійним збудженням і швидкістю обертання. Цей генератор працює на шини незмінної напруги через компенсовану лінію електропередачі із зовнішнім індуктивним, активним і компенсувальним поздовжнім ємнісним опором, рис. 2.

 

 

Рисунок 2 – Заступна схема електричної системи

 

Характеристичне рівняння, що відображає електромагнітний пере-хідний процес в цій системі, має п'ятий ступінь щодо оператора Р. Коефіцієнти характеристичного рівняння функціонально виражаються через параметри системи. Ці зв'язки можна взяти з додатку Г.

Параметри синхронного генератора в деякій системі відносних одиниць такі:

поздовжній синхронний опір  1.00;

поперечний синхронний опір   0.79;

поздовжній перехідний опір   0.58;

постійна часу обмотки збудження при розімкненому

статорі                                          1570 рад.

Параметри лінії електропередачі в тій же системі відносних одиниць визначаються за варіантами, табл. 3.

 

Таблиця 3 – Параметри ліній для виконання лабораторної роботи

Опори ліній електропередач

Варіанти

1 2 3 4 5 6 7 8 9
індуктивний активний поздовжньо-ємнісний 0.1 0.02 0.80 0.11 0.03 0.90 0.12 0.04 0.95 0.13 0.05 0.71 0.14 0.06 0.62 0.15 0.07 0.55 0.16 0.08 0.44 0.17 0.09 0.55 0.18 0.10 0.54

 

 

План виконання завдання

 

1. Осмислити енергетичну суть завдання відносно умов само-збудження системи з компенсованою електропередачею.

2. Записати канонічну форму характеристичного рівняння п'ятого ступеня.

3. Вивчити з використанням літератури алгебраїчні критерії стійкості Гурвиця і Льєнара-Шипара.

4. Побудувати для свого характеристичного рівняння матрицю Гурвиця.

5. Ознайомитися з програмою STATIC в частині введення початкової інформації:

*     program static

* Aнализ устойчивости системы на основе матрицы Гурвица

*  размерностью не более 10 характеристического уравнения

    real koeff

    dimension   gurv(10,10),koeff(11)

    read(5,10) m

 10 format(i5)

     i1=m+1

     read(5,15)(koeff(i),i=1,i1)

 15 format(8f10.5)

 

В цьому фрагменті програми:

M - порядок матриці Гурвиця;

koeff - вектор-рядок коефіцієнтів характеристичного рівняння.

6. Підготувати файл даних на основі п. 5 і записати його на свою дискету з ім'ям static.dat.

7. Hаправити на виконання файл static.exe, що знаходиться в директорії Вашої групи, і простежити за проходженням завдання в системі.

8. Переглянути файл результатів static.txt, що знаходиться на Вашій дискеті.

9. Оформити звіт за завданням, який повинен містити:

· текст завдання;

· підготовчу роботу за пунктами 1 ... 6;

· вихідний лістинг;

· порівняльну оцінку результатів, одержаних в двох лабораторних роботах з дослідження стійкості з використанням різного математичного апарата;

· енергетичну інтерпретацію результатів і висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОТА №7

“Дослідження динамічного переходу при короткому замиканні в простій системі ”

 

Метою даного дослідження є перевірка стійкості простої системи при сильному збуренні режиму на основі використання програми DYNAM.

 

Програма DYNAM реалізує метод послідовних інтервалів і дозволяє, за бажанням користувача, досліджувати перехідний процес в одному-двух (DYNAM1) або декількох (DYNAM2) циклах гойдань, якщо при цьому кут ще не досяг критичного значення. Студент сам приймає рішення про використання будь-якої однієї версії програми або обох версій з метою отримання достовірних висновків про стійкість системи.

Склад зовнішньої інформації для роботи програми, послідовність і формати її введення видно з нижченаведеного фрагмента:

 

read(5,1)m,e,d0,k,tv,u,p0

read(5,2)(x(i),i=1,m)

read(5,3)(dt(i),i=1,m)

 1 format(i2,4f8.5,2f5.3)

 2 format(6f10.4)

 3 format(6f7.4)

 

де:

 m - кількість режимів (етапів перехідного процесу), дорівнює числу збурених режимів плюс один (післяаварійний);

 e - перехідна е.р.с. попереднього нормального режиму;

 d0- початкове значення кута дельта, ел.градуси;

 k - константа, яка використовувана в методі послідовних інтервалів;

 tv- довжина кроку за часом, с.;

 u - напруга на шинах приймальної системи, в.о.;

 p0- активна потужність нормального режиму, що передається, в.о.;

 x(i) - i-а компонента масиву взаємних опорів, вимірністю m, в.о.;

 dt(i) - i-а компонента масиву часу перебування системи в кожному режимі.

 

Вихідна інформація програми DYNAM є таблицею з поточним часом і таким набором параметрів, що відповідає йому:

 поточне значення кута, ел.градуси;

 приріст кута, ел.градуси;

 поточне значення потужності, в.о.;

 приріст потужності, в.о. .

Дослідження перехідного електромеханічного процесу студенти здійснюють в одній і тій же простій системі з двокловою лінією електропередачі. Тому деякі компоненти зовнішньої інформації будуть однаковими для всіх студентів:

 m =  2;

 p0 =  1.;

 d0 =  27.5;

 e =  1.66;

 u =  1.0 ;

 до =  4.787;

 x(2)= 1.064;

 tv = 0.05.

Час післяаварійного режиму можна прийняти довільно, наприклад, 1.0 с.

Збурення режиму проявляється у формі короткого замикання різних видів і тривалості спочатку одного кола двоколової лінії з подальшим переходом до післяаварійного режиму в результаті відключення пошкодженого кола релейним захистом. Ця інформація і пов'язана з нею величина взаємного опору між передавальною і приймальною частинами системи вибирається студентами з нижченаведеної таблиці за варіантом.

 

Таблиця 4 – Вихідні дані для виконання лабораторної роботи

Варіант Вид к.з. Час відкл. с Взаємний опір x(1),о.е.
1 2 3 4
1 К(3) 0.4 9999.9999
2 К(2) 0.4 1.6070
3 К(1) 0.4 1.2930
4 К(1,1) 0.4 3.0170
       

Продовження табл. 4

1 2 3 4
5 К(3) 0.6 9999.9999
6 К(2) 0.6 1.6070
7 К(1) 0.6 1.2930
8 К(1,1) 0.6 3.0170
9 К(3) 0.8 9999.9999
10 К(2) 0.8 1.6070
11 К(1) 0.8 1.2930
12 К(1,1) 0.8 3.0170
13 К(3) 0.5 9999.9999
14 К(2) 0.5 1.6070
15 К(1) 0.5 1.2930
16 К(1,1) 0.5 3.0170

 

План виконання завдання

1. Відновити в пам'яті ідеї методу послідовних інтервалів для аналізу динамічної стійкості системи.

2. Підготувати на бланку програмування зовнішню інформацію відповідно до вимог програми.

3. З використанням будь-якого редактора створити файл даних, що відповідає своєму варіанту, і записати його на дискеті з ім'ям dynam.dat .

4. Запустити на виконання потрібну програму і при правильному її виконанні переглянути і проаналізувати результати.

5. На основі аналізу результатів запропонувати заходи щодо поліпшення динамічної стійкості досліджуваної системи і довести шляхом числових експериментів і основаних на них графічних побудовах ефективність запропонованих заходів.

6. При необхідності - повернутися до п.4, інакше - закінчити числові експерименти.

7. Оформити звіт за завданням, який повинен містити:

· мету і методологію дослідження заданого перехідного процесу.

· коротку характеристику програмного продукту.

· лістинг результатів.

· графічну інтерпретацію перехідного процесу в координатах "кут - час" як результат обробки вихідної інформації програми.

· пояснення результатів розрахунку на основі побудови кутової характеристики системи в координатах "потужність-кут" і виділення на ній площадок прискорення і гальмування.

· коефіцієнт запасу динамічної стійкості і його зміна в результаті запропонованих заходів.

· висновки по роботі.

 

 

 

Додаток А

 


Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 135; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!