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 | х1г | х2г | 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! |
Мы поможем в написании ваших работ!