Определение коэффициента запаса статической устойчивости по идеальному пределу мощности

Вначале расчетов составим электрическую схему замеще­ния системы электроснабжения (рис. 2.1). В схему замещения входят все элементы рассматриваемой сис­темы: генераторы, трансформаторы, линии электропередачи и наг­рузка. Все перечисленные элементы, кроме нагрузки, учитыва­ются только реактивными сопротивлениями.

Рис. 2.1. Схема замещения системы электроснабжения.

Считаем напряжение на шинах потребителя постоянным ( ) и принимаем его за базисное напряжение , а за базисную мощность – мощность нагрузки .

Приводим реактивные сопротивления элементов системы электроснабжения к базисным условиям и находим их результирующие значения.

Для генераторов

.                      (1.1)

где ,  – коэффициент трансформации трансформаторов, принимается равным отношению первичного (входного) ко вторичному (выходному) напряжению.

; ; ; .           (1.2)

Для повышающих трансформаторов Т1 и Т2

,                           (1.3)

где  – номинальное напряжение трансформатора, принимается .

Для понижающего трансформатора Т4

,                                   (1.4)

Для линий электропередачи

.                                        (1.5)

Результирующее реактивное сопротивление системы электроснабжения в случае двух одинаковых параллельных линий электропередачи

.                         (1.6)

Внешнее реактивное сопротивление системы электроснабжения

.                         (1.7)

Переходное реактивное сопротивление генератора ГЭС

.                                       (1.8)

Результирующее переходное сопротивление системы электроснабжения

.                    (1.9)

Напряжение на шинах потребителя в относительных единицах

.                              (1.10)

Активная мощность в относительных единицах, передаваемая по ЛЭП,

 .                                  (1.11)

По известному  определяется  и вычисляется реактивная мощность, передаваемая по линии электропередачи,

.                     (1.12)

Полная мощность, передаваемая по линии электропередачи,

.                         (1.13)

Для определения коэффициента запаса статической устойчивости системы электроснабжения по идеальному пределу мощности находим э. д. с. холостого хода генератора

.                       (1.14)

Составляем уравнение угловой характеристики мощности генератора

.                              (1.15)

Изменяя угол  от 0 до 180° с интервалом 20° определяют мощность генераторов ГЭС, которая должна передаваться в системе электроснабжения без нарушения ее статической устойчивости. Результаты расчета сводятся в таблицу 2.1 и строится график зависимости  как показано на рисунке 2.1.

Идеальный предел мощности  соответствует ° и определяется по (1.15).

Угол сдвига фаз между э. д. с. генераторов и напряжением на зажимах потребителя

.                               (1.16)

Коэффициент запаса статической устойчивости системы электроснабжения по идеальному пределу мощности

.                          (1.17)

Таблица 2.1

Результаты расчета угловой характеристики мощности генераторов

0
…
180

Рис. 3.1. Угловые характеристики мощности генераторов:

 – идеальная;  – действительная.