N
Вар.
|
Xdг
|
Xqг
|
Xdг
|
Tr
, с
|
Tj,с
|
1.1
|
1.
|
0.65
|
0.3
|
5
|
10
|
Таблица 2 - Установившиеся режимы генераторов
N
Вар.
|
Парам.
Генер.
|
P
|
Q
|
U0
|
Uqг
|
Udг
|
Eq0
|
dг, град
|
2.5
|
1.1-1.3
|
0.8
|
-0.29
|
1.0
|
0.92
|
-0.4
|
1.51
|
23.5
|
Таблица 3 - Установившиеся режимы линии
N
Вар.
|
Xл
|
P
|
Q
|
U0
|
dл, град
|
3.3
|
0.8
|
0.8
|
-0.29
|
1.0
|
1.0
|
40
|
Таблица 4 - Параметры регулятора
N
Вар.
|
K0u
|
T0u
|
T1u
|
T0w
|
T1w
|
T1ir
|
Tok
|
4.1
|
50
|
0
|
0.05
|
0.01
|
0.05
|
0.05
|
0.1
|
г - синхронное реактивное сопротивление
синхронного генератора по продольной оси;г - синхронное реактивное сопротивление
синхронного генератора по поперечной оси;'dг - переходное реактивное
сопротивление синхронного генератора по продольной оси;- постоянная времени
обмотки возбуждения;- постоянная, характеризующая механическую инерцию
синхронного генератора;л - индуктивное сопротивление электропередачи;-
напряжение на шинах генератора;ш - напряжение на шинах приемной системы;г -
активная мощность генератора;
Параметры генератора и электропередачи задаются
в относительных единицах, где за базисные величины приняты суммарная
номинальная мощность станции и номинальное напряжение генераторов. При принятой
базисной мощности численные значения реактивностей генератора и инерционной
постоянной Tj для любого количества генераторов на станции совпадают с
паспортными данными.
Как известно, активная мощность синхронного
генератора рассчитывается по формуле:
dл = arcsin ( sindл),
где dл - угол между
напряжением на шинах генератора и напряжением на шинах приемной системы;
Расчет нормального режима:
Реактивная мощность синхронного генератора:
Синхронная э.д.с. генератора:
где d0 - угол между
э.д.с. генератора и напряжением на шинах приемной системы;
Продольная составляющая напряжения генератора
Поперечная составляющая напряжения генератора
Поперечная составляющая тока статора:
Полный ток статора:
Продольная составляющая тока статора:
Начальное значение э.д.с.:
Полная мощность генератора:
Рис. 1 - Угловая характеристика активной
мощности
Коэффициент запаса апериодической устойчивости:
Составить дифференциальные уравнения движения
Горева-Парка для электромеханических процессов и линеаризовать их в точке
рассчитанного режима
Уравнения движения Горева-Парка:
3.
Частные производные по параметрам регулирования
Рассчитать аналитически частные производные по
параметрам регулирования: ¶P/¶d,
¶P/ ¶Eq,
¶U/¶d,
¶U/
¶Eq,
¶wu/¶pd
, ¶wu/¶pEq
.
. ХО, ХП,
корни ХП, ПФ параметров регулирования разомкнутой системы
Используя значения частных производных составить
характеристический определитель (ХО), характеристический полином (ХП), и
передаточные функции (ПФ) параметров регулирования разомкнутой системы: Dd/DEr
, DEq/DEr
. Определить корни характеристического полинома. Сделать выводы по статической
устойчивости системы.
При переходе к комплексным амплитудам и
частотному изображению система (2.46) примет вид:
Обозначим
==0,498==1,75р==1+3,05р
Запишем исходную систему в виде определителя:
A(jw)Dd
B(jw)DEq
0
=(2.52)(jw)Dd
D(jw)DEq
DEr
Характеристический определитель:
Передаточные функции:
При этом знаменатель является свободным
определителем - то есть общим знаменателем, имеющим корни, характеризующие
общие динамические свойства системы. Знаменатель - 3го порядка, имеет одну
комплексную пару корней и действительный корень.
Характеристический полином:
=0
Определение корней ХП:
Разделим полином на (р+0,16663):
Т.к. корни отрицательны, то система устойчива
5.
Передаточные функции каналов регулирования
Используя исходные данные варианта составить
передаточные функции каналов регулирования:
DEr = [(K0UW0U + K1UW1U)DU
+ (K0wW0w
+ K1wW1w)DwU
+ K1irW1irDEq]WOK
DEr = [(1 + р2)DU + (К0
+К1р)DwU
+ р2DEq]
где K0U - суммарный коэффициент усиления по отклонению
напряжения статора;U - суммарный коэффициент усиления по производной напряжения
статора;w
- суммарный коэффициент усиления по отклонению частоты напряжения статора;w
- суммарный коэффициент усиления по производной частоты напряжения статора;ir -
суммарный коэффициент усиления по производной тока возбуждения;
6. ХО, ХП,
корни ХП, ПФ параметров регулирования замкнутой системы
электропередача характеристический
определитель производная
Используя значения частных производных составить
характеристический определитель (ХО), характеристический полином (ХП), и
передаточные функции (ПФ) параметров регулирования замкнутой системы: Dd/DEr
, DEq/DEr
. Определить корни ХП при заданных значениях коэффициентов регулятора.
Рассчитать аналитически особые точки ЧХ и кривой
Д-разбиения (области устойчивости), варьируя коэффициенты K0w,
K1w.
Расчет
координат
|
|
К0
|
К1
|
0
|
0,590361
|
3,548193
|
1
|
0,526104
|
3,352209
|
2
|
0,333333
|
2,764257
|
3
|
0,012048
|
1,784337
|
4
|
-0,43775
|
0,41245
|
5
|
-1,01606
|
-1,35141
|
6
|
-1,72289
|
-3,50723
|
7
|
-2,55823
|
-6,05502
|
8
|
-3,52209
|
-8,99478
|
9
|
-4,61446
|
Построим кривую Д-разбиения (
от 0 до ∞):
Рис. 3
Возьмем произвольно две точки, например (-1,4)
и(-1,-4)
Рассмотрим К0ω = -1, К1ω
= -4
Корни:
Находим методом
перебора
Разделим на (р+0,21085):
Система устойчива, так как действительные части
корней отрицательны.
Рассмотрим К0ω = -1, К1ω
= 4
Корни:
Находим методом
перебора
Разделим на (р+2,3994):
Т.к. есть положительные корни, то система не
устойчива
Частотные характеристики при К0ω
= -1, К1ω
= 4:
Рис. 4
Рис. 5
Частотные характеристики при К0ω
= -1,
К1ω
=-4:
Рис. 6
Рис. 7
Частотные характеристики при К0ω
= 0, К1ω
=0 (разомкнутая
система):
Рис. 8
Рис. 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения курсовой работы был произведен
расчет нормального режима простейшей электропередачи, построена угловая
характеристика мощности. Также были рассчитаны выражения для амплитудно- и
фазо-частотных характеристик системы. Построены АЧХ и ФЧХ разомкнутой и
замкнутой систем, а также показаны зависимости этих характеристик от
коэффициентов регулятора напряжения обмотки возбуждения генератора на примере
нескольких АЧХ и ФЧХ при разных коэффициентах регулятора. В ходе работы были
определены характеристические полиномы разомкнутой и замкнутой систем и найдены
корни этих полиномов. Сделали выводы о устойчивости системы
Список
используемой литературы
1. Переходные
процессы. Апериодическая устойчивость простейших электрических систем. Учебное
пособие / А.Н. Дойников.-Братск. БрГТУ 2002, - 56 с.
2. Электромеханические
переходные процессы в электрических системах. Методические указания для
курсовых работ. БрИИ, 1986.