Реферат
«Моделирования переходных процессов на электрических станции при поврежденных в электрических системы»
Введение
Быстрое развитие цифровых вычислительных машин способствовало разработке новых методов математического моделирования и расчета стационарных и переходных режимов работы электротехнических и электроэнергетических систем. Это позволило по-новому подойти ко многим вопросам проектирования и эксплуатации различного рода объектов. В общем случае процессы в объекте могут быть описаны аналитическими зависимостями, основу которых составляют системы нелинейных алгебраических и дифференциальных уравнений. При этом при наличии информации о параметрах системы и топологических связях между ее элементами может быть построена математическая модель объекта, с помощью которой выполняется анализ его поведения в различных режимах работы.
Актуальность темы.
В настоящее время актуальной задачей является разработка математической модели электрической станции, позволяющей анализировать переходные процессы, возникающие при однофазных и многофазных коротких замыканиях [КЗ] на отходящих линиях электропередач, на сборных шинах, в трансформаторах и на их выводах, при обрывах фаз, а также при неполнофазных отключениях выключателей высокого напряжения. Эта информация используется для оптимизации проектирования и управления электротехническими объектами. В настоящее время существуют такого типа модели, однако они позволяют рассчитывать эффективные значения токов и напряжений, тогда как для устройств релейной защиты и автоматики, а также для выбора оборудования требуются знания мгновенных значений параметров, указанных выше режимов.
Цель работы
Целью работы является создание математической модели главной схемы электрических соединений электрической станции на основе полных дифференциальных уравнений. Для создания универсальной математической модели требуются полные математические описания всех элементов главной схемы.
Задачи исследования, поставленные в данной работе:
- разработка основного алгоритма расчета стационарных и переходных процессов;
- анализ поведения элементов главной схемы электрических соединений электростанций при возникновении и отключении симметричных и несимметричных КЗ различной длительности.
- использовать в модели методы узловых напряжений для определения напряжения в многоузловых системах.
Методы исследования.
Теоретические исследования базируются на основных положениях теории электротехники и режимов работы электростанций и систем, теории стационарных и переходных процессов машин переменного тока, численных методах анализа и вычислительной техники в системах электроснабжения.
Научная новизна полученных результатов
В последнее время в связи с бурным развитием вычислительной техники, а также в связи с повышением требованием к точности моделирования при разработке и создания высоконадежных систем электроснабжения ТЭС и других ответственных установок с крупными асинхронными двигателями и синхронными двигателями, значительно возрос интерес к моделям многомашинным систем электроснабжения. Актуальным является создание универсальной модели, позволяющей исследовать как кратковременные, так и длительные процессы в группе машин. Математическая модель создана в среде MathCAD 2001.
Практическая ценность
Математическая модель позволяет анализировать переходные процессы в них, получать графики моментных характеристик для асинхронных двигателей, анализировать поведение синхронных турбогенераторов в анормальных режимах (асинхронный ход, несинхронное включение и.т.д.), выводить зависимости скорости двигателей и генераторов от времени, анализировать процессы выбег – самозапуск электродвигателей и также иметь широкое практическое применение не только на электрических станциях, но и на любом предприятии, использующем большое количество асинхронных двигателей, бесперебойная работа которых должна обеспечивать безаварийное производство, что особенно важно для больших предприятий.
Основное содержание работы
Рисунок 3 – Анимация схем замещении заданной электрической системы.(Анимация составляет: 4 кадров, 7 циклов и 136 кб)
Расчет переходного процесса при КЗ в одной из
ветвей сети
Асинхронный режим работы энергосистемы
Асинхронный режим возникает при потере возбуждения генераторов вследствие повреждений в системе возбуждения или ошибочных отключений автомата гашения поля, а также при выпадении машины из синхронизма в результате коротких замыканий в сети. Моделирование асинхронного режима в MathCad произведем путем изменения частоты одного из генераторов,например на 3% или 5% .
б) Разница частот составляет 5%
Заключение
В результате научно-исследовательской работы были собраны и изучены материалы по вопросам, связанным с темой магистерской работы. Проанализированы переходные процессы, возникающие при однофазных и многофазных коротких замыканиях [КЗ] на отходящих линиях электропередач, на сборных шинах, в трансформаторах и на их выводах, при обрывах фаз, а также при неполнофазных отключениях выключателей высокого напряжения. Для разработки рекомендаций по повышению надежности работы современных ТЭС необходимы глубокие исследования переходных процессов на электрических станции, что в свою очередь требует разработки методов определения схем замещения и математических моделей.
Литература
1. Сивокобыленко В.Ф. Математическое моделирование в электротехнике и энергетике: Науч. пособие/Сивокобыленко В.Ф. – Донецк: РВА ДонНТУ, 2005. – 350 с.
2. Сивокобыленко В.Ф., Меженкова М.А. Математическое моделирование электромеханических переходных процессов на электрических станциях // Электрическтво. – 2001. - №4. - С.5-9.
3. Сивокобыленко В.Ф., Меженкова М.А. Математическое моделирование симметричных составляющих токов и напряжений в переходных режимах// Тези доповідей 3-ї Міжнар. наук.-техн. конф. “Математичне моделювання в електротехніці, електроніці та електроенергетиці”. – Львів. - 1999. - С. 242.
4. Сивокобыленко В.Ф. Переходные пооцессы в многомашинных системах электроснабжения электрических станций: Уч. пособие/ Сивокобыленко В.Ф.- Донецк, ДПИ, 1984. – 116 с.
5. Переходные процессы в системах электроснабжения собственных нужд электростанций: Нуч. пособие/ Сивокобыленко В.Ф., Дебедев В.К – Донецк: ДонНТУ, 2002-136 с
6.Сивокобыленко В.Ф., Меженкова М.А. Математическая модель электрической станции для анализа поведения турбогенераторов с системами самовозбуждения при коротких замыканиях // Технічна електродинаміка. Cпец. випуск за матеріалами II Міжнародної науково-технічної конференції "Математичне моделювання в електротехніці та електроенергетиці". - Київ: Інститут електродинаміки НАН України. - 1998. - C. 100-105.
7.Электрическая часть электростанций и подстанций:Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учеб. пособие для электротехнических специальностей вузов/ Крючков И. П., Кувшинский Н. Н.,Неклепаев Б. Н.; Под ред. Б. Н. Неклепаева – 3-е изд., перераб. и доп. – М.:Энергия, 1978-456 с.
8. Сивокобыленко В.Ф., Лебедев В.К., Кукуй К.А. Математическое моделирование асинхронной нагрузки в режимах группового выбега и самозапуска. – Сб. научн. трудов ДонНТУ. Серия: электротехника и энергетика, вып. 41: – Донецк: ДонНТУ, 2002. – с. 28-34.
9. Ткаченко С.Н., Сивокобыленко В.Ф. Разработка и реализация математической модели электрической станции для анализа переходных процессов в схеме главных электрических соединений// Материалы студенческой научно – технической конференции 28-30 апреля 2003 г. – Севастополь: Издательство СевНТУ, 2003. – 52 с.
10. Ткаченко С.Н., Сивокобыленко В.Ф. Разработка и реализация математической модели электрической станции для анализа переходных процессов в схеме главных электрических соединений// Материалы III Международной научно-техническая конференции аспирантов и студентов "Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых" 14-15 мая 2003 г. – Донецк: Издательство ДонНТУ, 2003. Электронная публикация на лазерном диске.