Rile Aes 2 2.docx

УНИВЕРЗИТЕТ У ПРИШТИНИ ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА КОСОВСКА МИТРОВИЦА СТУДИЈСКИ ПРОГРАМ ЕЛЕКТРОТЕХНИЧКО И РАЧУНАРСКО ИНЖЕЊЕРСТВО МОДУЛ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА

Домаћи задатак из предмета Анализе ЕЕС-а 2 Стабилност ЕЕС-а

Професор: др. Јордан Радосављевић

Студент: Стефан Ристић, бр. инд. 71/16 Косовска Митровиица, Јануар 2019

Домаћи задатак

Решење: а) Еквивалентна шема система дата је на слици 1. Анализа режима рада пре квара.

a

t

P ' X dG

Q

X dV 1

s

X dT X dV 2

ЕG' 

Um

Слика 1. Еквивалентна шема једномашинског система пре квара.

Синхронизациона снага генератора се може одредити помоћу израза: dPe EG  U m   sin  d X e1

где је X e1 - еквивалентна реактанса директоног редоследа између генератора и сабирнице мреже бесконачне снаге и износи: ' X e1  X dG  X dT 

X dV 1  X dV 2 0,5  0,93  0,3  0,15   0, 7752 [r. j.] X dV 1  X dV 2 0,5  0,93

Применом бројних вредности добија се снага размене у режиму рада пре квара: Pe1 

EG  U m 1,1626  0,90081  sin    sin   1,351sin  [r. j.] X e1 0, 7752

Снага генератора у стационираном режиму рада пре квара је: Pe1 ( 0 )  1,351 sin(41,77)  0,9

где је  0 - почетни угао оптеречења који се рачуна као  0   G   m  41, 77[ ] . Синхронизациона снага генератора је: dPe 1,1626  0,90081  r. j.    cos(41, 75)  1, 0076  d 0, 7752  rad 

Страна2

Домаћи задатак б) Анализа тразијентне стабилности. Режим рада за време квара (једнофазни кратак спој): Еквивалентна шема система дата је на слици 2.

Zk t

P

a

' X dG

Q

P1

0,85  X dV 1

0,15  X dV 1

P2

s

K

X dT

X dV 2

ЕG' 

Um

Слика 2. Еквивалентна шема једномашинског система за време трајања квара. Потребно је одредити импедансу гране чвора, који се за једнофазни кратак спој рачуна помоћу следеће релације: Zk  Zk  Zk i

0

i

где је Z k еквивалентна импеданса система инверзног редоследа, респективно, гледано оточно из тачке квара. 0

Z k еквивалентна импеданса система нултог редоследа.

-

Одређивање еквивалентне импедансе система инверзног редоследа

Еквивалентна шема за инверзни редослед дата је на слици 3.

i

Zk j 0, 075

j 0, 425

a

j 0,3

s

K

j 0,15

t j 0,93

Слика 3. Еквивалентна шема инверзног редоследа система са слике 2.

Страна3

Домаћи задатак Треба одредити еквивалентну реактансу система у односу на место квара. У том циљу је поребно трансформисати троугаоtsK у звезду0-t-s-K, како је то илустровано на следећој слици: a

j 0,15

j 0, 3

t

j 0, 2764

j 0, 0487

0

s

.

j 0, 0223

K

i

Zk

Слика 3а. Еквивалентна шема инверзног редоследа система добијена трансформацијом троугла реактанси tsK шеме са слике 3 у еквивалентну звезду 0-t-s-K.

До вредности појединих реактанси дошло се на следећи начин:

0,93  0, 425  0, 2764 [r. j.] 0,93  0, 425  0, 075 0,93  0, 075 Xs   0, 0487 [r. j.] 0,93  0, 425  0, 075 0, 425  0, 075 Xk   0, 0223 [r. j.] 0,93  0, 425  0, 075

Xt 

Шема се може додатно поједноставити: a

j 0, 7264

j 0, 0487

0.

s

.

j 0, 0223

K

i

Zk

Слика 3б. Сведена еквивалентна шема са слике 3а

Еквивалентна импеданса инверзног редоследа у односу на место квара износи: Z  jX i  i

j 0, 7264  j 0, 0487  j 0, 7264  j 0, 0487  j 2,3615 [ r. j.] j 0, 0223

Страна4

Домаћи задатак Еквивалентна шема за нулти редослед дата је на слици 4.

0

Zk

j 0, 225

j1, 275

a

s

K

j 0,15

j 0,3

t j 0,93

Слика 4. Еквивалентна шема нултог редоследа система са слике 2.

Треба одредити еквивалентну реактансу система у односу на место квара. У том циљу је поребно трансформисати троугаоtsK у звезду0-t-s-K, како је то илустровано на следећој слици: a

j 0, 3

j 0,15

t

j 0, 4879

j 0, 0861

0

s

.

j 0,1180

K

0

Zk

Слика 4а. Еквивалентна шема нултог редоследа система добијена трансформацијом троугла реактанси tsK шеме са слике 3 у еквивалентну звезду 0-t-s-K.

До вредности појединих реактанси дошло се на следећи начин:

0,93 1, 275  0, 4879 [r. j.] 0,93  1, 275  0, 225 0,93  0, 225 Xs   0, 0861 [r. j.] 0,93  1, 275  0, 225 1, 275  0, 225 Xk   0,1180[r. j.] 0,93  1, 275  0, 225

Xt 

Страна5

Домаћи задатак Шема се може додатно поједноставити: j 0, 6379

a

j 0, 0861

0.

s

.

j 0,1180

K

0

Zk

Слика 4б. Сведена еквивалентна шема са слике 3а

Еквивалентна импеданса нултог редоследа у односу на место квара износи: Z  jX 0  0

j 0, 6379  j 0, 0861  j 0, 6379  j 0, 0861  j1,1894 [r. j.] j 0,1180

Импеданса квара у случају једнофазног кратког споја била би:

Z k  Z k  Z k  j 2,3615  j 1,18945  j3,551[r. j.] i

-

0

Одређивање еквивалентне реактансе система за време квара.

Еквивалентна шема система дата је на слици 5:

n ј 3,551

j 0,075

j 0, 425

a

j 0,3

s K

j 0,15

t

j 0,93

Слика 5. Еквивалентна шема једномашинског система са слике 2 за време трајања квара.

Страна6

Домаћи задатак Треба одредити еквивалентну реактансу система измећу тачака а и ѕ. У том циљу је потребно трансформисати звезду K-t-s-n у троугао Kts, како је то илустровано на следећој слици:

n

n ј 0, 456

j 4.284 j 0,509

s

a

j 0, 45

t

j 0,93

Слика 5а. Сведена еквивалентна шема једномашинског система са слике 5 добијена трансформацијом звезде импеданси K-t-s-n у еквивалентни троугао Kts.

Поједине реактансе у овом случају износе:

0, 425  3,551  24, 098 [r. j.] 0, 075 0, 075  3,551 X sn  0, 075  3,551   4, 284 [ r. j.] 0, 425 0, 425  0, 075 X ts  0, 425  0, 075   0,509 [r. j.] 3,551

X tn  0, 425  3,551 

Претходна шема се може представити у следећем облику: j 0, 509

a

j 0, 45

s

t

j 0, 93

j 4.284

ј 24, 098

n

n

Слика 5б. Модификована еквивалентна шема са слике 5а. Страна7

Домаћи задатак Даљим упрошћавањем добија се: X ts 

0,509  0,93  0,3289 [r. j.] 0,509  0,93

a

j 0, 45

j 0, 3289

t

s

j 4, 284

ј 24, 098

n

n

Слика 5в. Сведена еквивалентна шема са слике 4б.

Трансформацијом звезде импеданси t-a-n-s са слике 4в у еквивалентан троугао ans, добија се еквивалентна импеданса једномашинског система за време квара. a

n

j 0.872

s

n

Слика 5г.Еквивалентна шема добијена трансформација звезде импеданси t-a-n-s шеме са слике 4в у еквивалентан троугао ans.

X е 2  0,872 [r. j.]

Где је X е 2 еквиваленна реактанса једномашинског система (трансфер реактанса) у периоду трајања квара.

Применом бројних вредности добија се снага размене у режиму рада за време квара:

Pe 2 

EG U m 1,1626  0,90081  sin    sin   1,19sin  [r. j.] X e2 0,872

Страна8

Домаћи задатак 3. Анализа режима рада након исључења квара

Искључењем вода погођеног кваром (V1)снага између генератора и система бесконачне снаге се преноси преко преосталог вода (V2).Еквивалентна шема система биће:

a

t

P ' X dG

Q

s

X dV 1

X dT

Е 

X dV 2

' G

Um Слика 6. Еквивалентна шема једномашинског система након искључењаквара.

Еквивалентна импеданса једномашинског система након искључења квара (трансфер реактанса):

' X е3  X dG  X dT  X dV 2  0,3  0,15  0,93  1,38 [r. j.]

Применом бројних вредности добија се снага размене у режиму након искључења квара:

Pe3 

EG  U m 1,1626  0,90081  sin    sin   0, 7588sin  [r. j.] X e3 1,38

Страна9

Домаћи задатак в) Испитивање тразијентне стабилности применом програма mjp.m: Улазна даотека jms.m: % -------------------------% Podaci o jednomasinskomsistemu % -------------------------%xdprim -tranzijentnareaktansageneratora; %xt, xt0-reaktansa transformatoradirektnog i nultogredosleda; %xv1, xv2, xv10, xv20 -reaktansevodovadirektnog i nultogredosleda; %Sng-nominalnasnagageneratora u [MVA]; Ti - Inercionakonstantageneratora u [s]. %E - ems generatora; U- naponsabirnicajakemreze; Pt - snaga turbine; f frekvencijasistema. % PODACI O JEDNOMASINSKOM SISTEMU IZ Zadatka 4.10 % |xdg | xt |xt0 | xv1 |xv10| xv2 |xv20| Sng 0.3 0.15 0.15 0.5 1.5 0.93 2.7 1

| Ti 7

|

E | U | 1.1626 0.90081

Pt | f | 0.9 50

Након покретања програма mjp.m добија се: >> mjp Tip kvara, tip=1 Vod na kome se desio kvar, br=1 Lokacija kvara, b=0.85

R E Z U L T A T I: Sistem je nestabilan

Страна10

Домаћи задатак г) Испитивање тразијентне стабилности применом програма numinut.m: Покретањем програма

numinut.m добија се:

1) Tip kvara, tip=1 Vod na kome se desio kvar, br=1 Lokacija kvara, b=0.85 Vreme trajanja kvara, tisk=0.06

Резултат: Пошто је промена угла оптерећења и угаоне брзине генератора апериодична то значи да је генератор изгубио синхронизам тј. да је транзијетно нестабилан. Квар је искључен неправовремено.

Страна11

Домаћи задатак 2)

Tip kvara, tip=1 Vod na kome se desio kvar, br=1 Lokacija kvara, b=0.85 Vreme trajanja kvara, tisk=0.9

Резултат: Пошто је промена угла оптерећења и угаоне брзине генератора апериодична то значи да је генератор изгубио синхронизам тј. да је транзијетно нестабилан. Квар је искључен неправовремено.

Страна12