Kanicki Systemy Rozdział 4

background image

1

SYSTEMY

 ELEKTROENERGETYCZNE

 

Rozdzia

ł

4

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO

Łód

ź,

 2009

 rok

Andrzej Kanick

i

background image

2

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Poj

ę

cia

 stabilno

ści

Stabilno

ść

loka

lna

 systemu

 el

ektroenergetyczneg

o

 (SE)

 to

 st

abilno

ść

jego

 pracy

podczas

 ma

łych

 zak

łóce

ń

Do

 tych

 zak

łóce

ń

mo

żna

 zaliczy

ć:

 

1.

za

łą

czanie,

 wy

łą

czanie

 ma

łych

 odbiorów,

 

2.

za

łą

czanie,

 wy

łą

czanie

 pojedynczych

 generatorów,

 

3.

za

łą

czanie,

 wy

łą

czanie

 pojedynczych

 linii,

4.

dzia

łanie

 uk

ładów

 regulacji

 napi

ę

cia

 i 

cz

ę

stotliwo

ści.

 

Definicja

 stabilno

ści

Rozwi

ązanie

          

równania

 ró

żniczkowego

 lub

 uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

nazywamy

 st

abilnym

 (stabilnym

w

 sensie

 Lapunowa),

 je

żeli

 dla

 dowolnego

 

i

dowolnego

czasu

      

mo

żna

 dobra

ć

tak

ą

liczb

ę

, ż

dla

 wszystkich

 

punktów

 st

art

o

wych

 spe

łniaj

ących

 ogranic

zenie:

 

zachodzi:

 

dla

 ka

żdego

         

.

()

t

x

1

0

>

ε

0

t

η

η

<

)

(

)

(

0
1

0
2

t

x

t
x

ε

<

)

(

)

(

1

2

t
x

t
x

0

t
t

>

background image

3

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Poj

ę

cia

 stabilno

ści

t

0

t

ε

ε

η

()

t

x

Definicja

 stabilno

ści

 asymptotycznej

Rozwi

ązanie

          

równania

 ró

żniczkowego

 lub

 uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 

nazywamy

 st

abilnym

 asymptotycznie,

 je

żeli

 jest

 st

abilne

 a

 ponadto:

 

()

t

x

1

0
)

(

)

(

lim

0
1

0
2

=

t

x

t
x

t

background image

4

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Poj

ę

cia

 stabilno

ści

Za

łó

żmy,

 ż

system

 elektroenergetyczn

opisano

 za

 pomoc

ą

uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 nie

liniowych

 postaci:

 

Niech

       

b

ędzie

 punktem,

 dla

 którego

 mamy:

 

Funkcj

ę

nieliniow

ą

mo

żemy

 zlinearyzowa

ć

w

 pewnym

 otoczeniu

 punktu

 

. W

 tym

 celu

 funkcj

ę

rozwiniemy

 w

 szereg

 Taylora

 do

 posta

ci:

 

W

 wyniku

 pomini

ę

cia

 reszty

 z

 rozwini

ęcia

 w

 szeregu

 Taylora

 otrzymali

śmy

 

opis

 naszego

 obie

ktu

 za

 pomoc

ą

uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 liniowych

 

postaci:

 

)

(X

F

X

=

dt

d

r

X

0
)
(

=

r

X

F

)

(X

F

r

X

)

(X

F

)

(

)

(

X
R
X
A

X

F

+

=

X
A

X


=

dt

d

background image

5

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Poj

ę

cia

 stabilno

ści

gdzie:

 

Powy

ższe

 równanie

 jest

 przybli

żeniem

 liniowym

 uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 

nie

liniowych

 a

 ca

ła

 operacja

 operacj

ą

linearyzacji.

 

Do

 równania

 nie

liniowego

 i 

jego

 przybli

żenia

 liniowego

 s

łuszne

 s

ą

nast

ępuj

ące

 

twierdzenia

 tzw.

 pierwszej

 metody

 Lapunowa.

 

Twierdzenie

 1

Uk

ład

 równa

ń

żniczkowych

 nie

liniowych

 jest

 st

abilny

 asymptotycznie

 

loka

lnie

 tzn.

 w

 otoczeniu

 punktu

 linearyzacji,

 je

śli

 jego

 przybli

żenie

 liniowe

 je

st

 

stabilne

 asymptotycznie.

 

Twierdzenie

 2

Uk

ład

 równa

ń

żniczkowych

 nie

liniowych

 jest

 niestabilny

 je

śli

 jego

 

przybli

żenie

 liniowe

 je

st

 niestabilne.

 

=

=

n

n

n

n

x

f

x

f

x

f

x

f

d

d

L

M

O
M

L

1

1

1

1

X

F

A

background image

6

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Poj

ę

cia

 stabilno

ści

Twierdzenie

 3

O

 stabilno

ści

 uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 nieliniowyc

h

 nie

 mo

żna

 nic

 

wnioskowa

ć

je

śli

 jego

 przybli

żenie

 liniowe

 jest

 st

ab

ilne

 ale

 nie

 asymptotycznie.

 

Musimy

 rozwa

ży

ć

problem

 czy

 uk

ład

 równa

ń

żniczkowych

 liniowych

 

jest

 st

abilny.

 

W

 tym

 celu

 musimy

 obliczy

ć

warto

ści

 w

łas

ne

      

macierzy

    

.  

Znaj

ąc

 warto

ści

 w

łasne

 mo

żemy

 rozwi

ązanie

 uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 

liniowych

 zapisa

ć

jako:

 

O

 stabilno

ści

 rozwa

żanego

 uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 liniowych

 mo

żemy

 

wnioskowa

ć

w

 oparciu

 o

 poni

ższe

 twierdzenie.

 

i

λ

A

0
)

(
det

=

1

A

i

λ

()

=

=

n

j

t

ij

i

i

e

a

t

x

1

λ

background image

7

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Poj

ę

cia

 stabilno

ści

Twie

rdzenie

 4

Uk

ład

 równa

ń

żniczkowych

 liniowych

 je

st

 stabilny

 wtedy

 i 

tyl

ko

 wtedy,

 kiedy

 

wszystkie

 warto

ści

 w

łas

ne

 macierzy

     

maj

ą

niedodatnie

 cz

ęś

ci

 rzeczywiste.

 

Twierdzenie

 5

Uk

ład

 równa

ń

żniczkowych

 liniowych

 je

st

 stabilny

 asymptotycznie

 wtedy

 i 

tylko

 wtedy,

 kiedy

 wszystkie

 warto

ści

 w

łasne

 macierzy

     

maj

ą

ujemne

 cz

ęś

ci

 

rzeczywiste.

 

A

A

background image

8

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Model

 matematyczn

systemu

 elektroenergetycznego

 

Nale

ży

 okre

śli

ć

uk

ład

 równa

ń

żniczkowych

 opisuj

ących

 syst

em

el

ektroenergetyczn

w

stanach

przej

ściow

ych.

 

Podstaw

ą

okre

ślenia

 przybli

żonego

 modelu

 matematycznego

 systemu

 

el

ektroenergetyczneg

o

 b

ędzie

 analiza

 sta

łych

 czasowych

 przebiegów

 

powstaj

ących

 w

 stanach

 przej

ściow

ych.

 Najprostszy

 model

 musi

 

uwzgl

ę

dnia

ć

zjawiska

 o

 najd

łu

ższej

 sta

łej

 czasowej

 pomijaj

ąc

 zjawiska

 

o

krótkich

sta

łych

 czasowych

 czyli

 zak

ładamy,

 ż

zjawiska

 te

 s

ą

bezinercyjne.

 

W

w

ysokonapi

ęciowym

systemie

 elektroenergetyczn

ym

 mamy

 do

 czynienia

 

z

dwoma

rodzajami

 el

ementów:

 

1.

urz

ądzenia

 przesy

łowo

‐rozdzie

lcze,

 sta

ła

 czasowa

 sk

ładowe

j aperiodycznej

     

nie

 wi

ę

ksza

 ni

ż

0,2

 s,

 i 

nie

 wywo

łuje

 znacz

ących

 momentów

 dzia

łaj

ących

 na

 

wa

ł

generatora,

 

2.

generatory,

 w

 których

 mo

żna

 wyró

żni

ć

nast

ępuj

ące

 elementy

 wraz

 z

 ich

 

sta

łymi

 czasowymi:

 

uzwojenia

 stojana,

 których

 sta

ła

 czasowa

 sk

ładowej

 aperiodycznej

 jest

 

nie

 wi

ę

ksza

 ni

ż

0,2s,

 

uzwojenia

 t

łumi

ące,

 st

czasowa

      

nie

 wi

ę

ksza

 ni

ż

0,2

 s,

 

" d

T

background image

9

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Model

 matematyczn

systemu

 elektroenergetycznego

uzwojenia

 wzbudzenia,

 sta

ła

 czasowa

                         

,

wiruj

ąca

 masa

 wirnika,

 sta

ła

 czasowa

                        

s

T

d

)6,

0
6(

÷

=

s

T

m

)

12
4(

÷
=

W

 pierwszym

 przybli

żeniu,

 b

ędziemy

 modelowa

ć

generator

 jako

 uk

ładu

 równa

ń

żniczkowych

 opisuj

ących

 dynamik

ę

mas

 wiruj

ących

 wirnika.

 

Energia

 kinetyczna

 mas

 wiruj

ących

       

jest

 zdefiniowana

 wzorem:

 

Zgodnie

 z

 zasad

ą

zachowania

 energii

 mamy,

 ż

w

 ka

żdej

 chwili

 zamianie

 mocy

dzia

łaj

ących

 na

 wirnik

 a

 wi

ę

mocy

 mechanicznej

        

i elektrycznej

  

towarzyszy

 zmiana

 energii

 kinetycznej,

 czyli:

 

k

E

2

2

ω

=

J

E

k

m

P

e

P

e

m

k

P

P

t

d

E

d

=

ei

mi

i

i

i

P

P

t

d

d

J

=


ω

ω

background image

10

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Model

 matematyczn

systemu

 elektroenergetycznego

Mamy

 tak

że:

 

t

d

d

i

i

δ

ω

=

mi

i

mi

M

P

=

ω

ei

i

ei

M

P

=

ω

oraz

 fakt

 wyst

ępowania

 momentu

 (mocy)

 t

łumi

ącego

           

to

 otrzymamy:

 

Di

M

Di

ei

mi

i

i

M

M

M

dt

d

J

=

2

2

δ

Równanie

 ruchu

 obrotowego

 wirnika

 i‐

tego

 generatora

 zapiszemy

 te

ż

jako

uk

ład

 równa

ń

i

i

dt

d

ω

δ

=

Di

ei

mi

i

i

M

M

M

dt

d

J

=

ω

lub

 

dt

d

D

P

P

dt

d

J

i

i

ei

mi

i

i

i

δ

ω

ω

=


background image

11

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Model

 matematyczn

systemu

 elektroenergetycznego

Moment

 bezw

ładno

ści

 wirnika

 generatora

 mo

żna

 wyrazi

ć

w

 funkcji

 

mechanicznej

 sta

łej

 czasowej

      

:

m

T

2

S

N

m

S

T

J

ω

=

Mechaniczna

 sta

ła

 czasowa

 ma

 in

terpretacj

ę

fi

zy

czn

ą.

 Je

śli

 pominiemy

 

umienie

 i 

do

 nieruchomego

 wirnika

 nieobci

ąż

onego

 generatora

 przy

ło

żymy

 

znamionowy

 moment

 turbiny

 to

 przyspieszenie

 wirnika

 jest

 nast

ępuj

ące:

 

W

 skutek

 dzia

łania

 takiego

 przyspieszenia

 pr

ędko

ść

ro

śnie

 liniowo

 i 

po

 czasie

 

wirnik

 generatora

 uzyskuje

 pr

ędko

ść

synchroniczn

ą.

 

W

 przypadku

 rozwa

żania

 najprostszego

 uk

ładu

 pracy

 generatora,

 uk

ładu

 

generator

‐sie

ć

sztywna

 równanie

 ruchu

 wirnika

 generatora

 s

ą

postaci:

m

S

mN

mN

S

m

S

S

mN

N

m

S

S

T

M

M

T

M

S

T

dt

d

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω
δ

ε

=


=

=

=

2

2

m

T
t

=

dt

d

D
)

sin(

Z

U

E

sin

Z

E

P

dt

d

J

i

i

ii

i

s

di

ii

di

mi

i

i

i

δ

α
δ

α

δ

ω

=


2

2

2

background image

12

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Model

 matematyczn

systemu

 elektroenergetycznego

Przy

 pom

in

ciu

 rezystancji

 w

 obwodzie

 mamy:

Ko

łysania

 wirnika

 ge

ne

ratora

 przy

 chwilowym

 zaburzeniu

 bilansu

 mocy

czynnej

Wprowadzimy

 poj

ęcie

 wspó

łczynnika

 bezw

ładno

ści:

Wtedy

 równanie

 ruchu

 wirnika

 generatora

 ma

 posta

ć:

 

Pierwszy

 sk

ładnik

 powy

ższego

 równania

 mo

żemy

 zapisa

ć:

 

dt

d

D

X

U

E

P

dt

d

J

i

i

i

s

di

mi

i

i

i

δ

δ

δ

ω

=


sin

2

2

i

i

i

J

M

ω


=

dt

d

M

D

M

P

P

dt

d

i

i

i

i

ei

mi

i

δ

δ

=

2

2

i

i

i

i

ei

i

mi

ei

H

d

dP

P

P

P

δΔ

δΔ

δ

Δ

=

=

=

background image

13

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 wirnika

 ge

ne

ratora

Równanie

 ruchu

 wirnika

 generatora

 linearyzujemy

 wokó

ł

rozwa

żanego

 

pewnego

 k

ąta

 pocz

ątkowego

                       

. Uwzgl

ędniaj

ąc

 to

 mamy:

lub

 w

 postaci:

gdzie:

Ogólne

 rozwi

ązanie

 równania

 ruchu

 wirnika

 generatora

 i 

jego

 pochodne

 s

ą

postaci:

0

)0
(

δ

δΔ

=

=

t

0

2

2

=

+

+

i

i

i

i

i

i

i

M

H

dt

d

M

D

dt

d

δΔ

δΔ

δΔ

0

2

2

=


+


+

i

i

i

i

i

h

dt

d

d

dt

d

δΔ

δΔ

δΔ

i

i

i

M

D

d

=

i

i

i

M

H

h

=

t

e

A

λ

δΔ


=

t

e

A

dt

d

λ

λ

δΔ


=

t

e

A

dt

d

λ

λ

δΔ



=

2

2

2

background image

14

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 wirnika

 ge

ne

ratora

Po

 podstawieniu

 tych

 funkcji

 do

 równania

 ruch

 wirnika

 generatora

 

otrzymujemy:

 

Równanie

 to

 nazywane

 jest

 równaniem

 charakterystycznym

 równania

 ruch

 

wirnika

 generatora.

 

Rozwi

ązania

 tego

 równania

 s

ą

nast

ępuj

ące:

 

Powy

ższe

 wielko

ści

 to

 warto

ści

 w

łas

ne

 uk

ładu.

 

W

 zale

żno

ści

 od

 warto

ści

 wyra

żenia

 pod

 pierw

ia

st

kie

m,

 warto

ści

 w

łasne

      

oraz

        

mog

ą

by

ć

rzeczywiste

 lub

 zespolone.

 

Rozwi

ązanie

 równania

 ró

żniczkowego

 jest

 postaci:

 

0

2

=
+


+

h

d

λ

λ

2

4

2

4

2

2

2

1

h

d

d

h

d

d


+

=



=

λ

λ

1

λ

2

λ

t

t

e
A

e
A

2

1

2

1

λ

λ

δΔ


+

=

background image

15

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 wirnika

 ge

ne

ratora

Musimy

 teraz

 wyznaczy

ć

sta

łe

      

i       

.

W

 wyniku

 rozwi

ązania

 powy

ższego

 uk

ładu

 równa

ń

mamy:

 

Ogólna

 posta

ć

rozwi

ązania:

 

Zak

ładaj

ąc,

 ż

e:

Warto

ści

 w

łasne

 s

ą

zmiennymi

 zespolonymi

 o

 postaci:

 

1

A

2

A

0

2

2

1

1

0

2

1

=

+

=

+

A

A

A

A

λ

λ

δ

1

2

1

0

2

1

2

2

0

1

λ
λ

λ

δ

λ
λ

λ

δ


=

=

A

A

(

)

t

t

e

e

2

1

2

1

2

0

1

λ

λ

λ

λ

λ
λ

δ

δΔ



=

0

>

d

h

d


<

4

2

w

w

j

j

ω

α

λ

ω

α

λ

+

=


=

2

1

2

4

2

2

d
h

d

w

=

=

ω

α

background image

16

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Model

 matematyczn

systemu

 elektroenergetycznego

Rozwa

żymy

 wszystkie

 mo

żliwe

 przypadki

 teg

o

 rozwi

ązania:

 

1.

gdy

 

9

gdy

 

9

gdy

Warto

ści

 w

łas

ne

  oraz

  s

ą

teraz

 zmiennymi

 rzeczywistymi.

 

2.

gdy

Warto

ści

 w

łasne

 s

ą

teraz

 zmiennymi

 rzeczywistymi

 ar

o

zw

zanie

m

posta

ć:

 

K

ąt

     

ro

śnie

 ap

er

io

dycznie

 a

 wi

ęc

 taki

 punkt

 jest

 punktem

 niestabilnym.

 

0

>

h

0

>

h

h

d


<

4

2

()

()

⎥ ⎦

⎢ ⎣

+

=

t

t

e

w

w

w

t

ω

ω

α

ω

δ
δΔ

α

sin

cos

0

h

d


>

4

2

0

0

2

1

<

<

λ

λ

0

<

h

0

0

2

1

>

<

λ

λ

δ

background image

17

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Model

 matematyczn

systemu

 elektroenergetycznego

Przyk

ładowe

 przeb

ieg

i k

ąta

 po

 ma

łym

 zak

łóceniu

 w

 ró

żnych

 punktach

 pracy

 

generatora.

 

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.

5

0

1

2

3

4

5

P1

i

δ

i⋅

1

0.781

δ

i

1

0

α

i⋅

1

0

δ

i

12

0

α

i⋅

20.086

0

δ

i

12

0

α

i⋅

1

1

δ

i

12

0

α

i⋅

background image

18

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

δ

d

P

d

W

 przypadku

 rozwa

żenia

 uk

ładu

 generator

 –s

ie

ć

sztywna

 pominiemy

 w

 

pierwszym

 etapie

 rezystancje

 uk

ładu.

 Wtedy:

δ

sin⋅

=

E

s

g

e

X

U
E

P

A

B

0

δ

m

P

0

δ
Π

e

P

δ

gr

δ

0

0.

5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0

1

2

3

4

5

P1

i

P2

i

δ

i

P

background image

19

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

δ

d

P

d

Wp

rz

yp

ad

ku

, gdy

 momenty

 mechaniczny

 je

st

 równy

 mocy

 

el

ektromagnetycznej

 tzn.

 

wirnik

 obraca

 si

ę

ze

 sta

łą

pr

ędko

ści

ą

obrotow

ą.

 

Gdy

 

to

 wirnik

 zmniejsza

 lub

 zwi

ę

ksza

 swoj

ą

pr

ę

dko

ść

W

 pewnej

 chwili

 zosta

ł

do

łą

czony

 do

 rozpatrywanej

 sieci

 nowy

 odbiór

 o

 mocy

 , 

przy

 czym

 odbiór

 ten

 jest

 za

łą

czony

 na

 pewien

 krótki

 czas

 –z

ałą

czenie

 to

 ma

 

charakter

 zak

łócenia.

 Wtedy

 

i

wirnik

 b

ędzie

 hamowany

 czyli

 zacznie

 male

ć

jego

 pr

ędko

ść

obrotowa.

 

0

=

+

e

m

M

M

0

=

+

e

m

P

P

0

+

E

m

P

P

e

e

e

P

P

P

Δ

+

=

1

m

e

P

P

>

1

m

e

M

M

>

1

background image

20

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

δ

d

P

d

Mamy

 teraz

 dwie

 ró

żne

 sytuacje:

 

1.

Praca

 w

 punkcie

 A

 

Do

łą

czenie

 dodatkowej

 mocy

 powoduje,

 ż

generator

 znajduje

 si

ę

w

punkcie

2.

 

Wirnik

 b

ędzie

 hamowany,

 czyli

 zacznie

 male

ć

jego

 pr

ędko

ść

obrotowa

 

wywo

łuj

ąc

 zmniejszenie

 k

ąta

 i

w

konsekwencji

zmniejszenie

 mocy

 

przesy

łanej

 zg

en

e

ra

to

rad

o

 sieci

 sztywnej

 zgodnie

 zc

h

ar

ak

te

ry

st

yk

ą.

 

A

2

3

4

5

m

P

e

P

ω

δ

a)

b)

1

1

P1

i

12

0

δ

i.

1

0

1

ωΔ

e

P

Δ

δΔ

background image

21

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

Wtedy

 moc

 niezbilansowana

 maleje.

 W

punkcie

A

 moc

 el

ektryczna

 

i

m

echaniczna

sobie

 równe,

 lecz

 ruch

 wirnika

 nie

 zostanie

 zatrzymany.

 

Wt

ra

kc

ie

sw

o

je

j drogi

 od

 punktu

 2

 do

 A

 ww

ir

n

ik

u

zo

st

zgromadzona

 

pewna

 ilo

ść

energii

 kinetycznej

 hamuj

ącej

 ap

dko

ść

obrotowa

 jest

 

mniejsza

 od

 synchronicznej.

 

Energia

 kinetyczna

 hamuj

ąca

 wynosi:

 

Zak

ładaj

ą,

 ż

zmiany

 pr

ędko

ści

 obrotowej

 s

ą

niewiele

 ró

żne

 od

 

synchronicznej

 to

 energia

 kinetyczna

 hamuj

ąc

 jest

 proporcjonalna

 do

 

pola

 powierzchni

 A,

 2,

 3.

 

Po

 mini

ęciu

 punktu

 A

 pr

ędko

ść

zacznie

 rosn

ąć

. Teraz

 wirnik

 wychyli

 si

ę

do

 

punktu

 5

 gromadz

ąc

 po

 drodze

 energi

ę

kinetyczn

ą

przyspiesz

aj

ąc

ą.

 

Po

ło

żenie

 punktu

 5

 wynika

 zr

ó

w

n

o

ści

energii

 kinetycznej

 hamuj

ącej

 

ip

rz

ys

p

ie

sz

aj

ącej.

 Mo

żna,

 wi

ę

stwierdzi

ć,

 ż

pole

 powierzchni

 A,

 5,

 4

 

musi

 by

ć

równe

 polu

 A,

 2,

 3.

 

()

=

t

d

P

P

E

e

m

kh

Δ

()

()


=

=

δ

ω

δ

ω

Δ

d

P

P

d

P

P

E

e

m

e

m

kh

1

δ

d

P

d

background image

22

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

Ten

 wywód

 nos

i nazw

ę

metody

 równych

 powierzchni.

 

W

 punkcie

 5

 zrówna

ły

 si

ę

energie

 kinetyczne

 hamuj

ąca

 i 

przyspieszaj

ąca,

 

lecz

 mamy

 ró

żnic

ę

mocy

. Moc

 nap

ędowa

 jest

 wi

ę

ksza

 od

 hamuj

ącej

 iw

ir

n

ik

b

ędzie

 przyspiesza

ł

dalej.

 

2.

Praca

 w

 punkcie

 B

 

1

1

P1

i

Pm

i

4

4

δ

j i

.

4

2

0

2

4

1

0.

5

0

0.

5

1

A

B

2

3

4

5

δ

d

P

d

background image

23

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

Do

łą

czenie

 dodatkowej

 mocy

 powoduje,

 ż

generator

 znajduje

 si

ę

w

punkcie

2.

Wirnik

 b

ędzie

 hamowany,

 czyli

 zacznie

 male

ć

jego

 pr

ędko

ść

obrotowa

 

wywo

łuj

ąc

 zmniejszenie

 k

ąta

  i

w

konsekwencji

powi

ę

kszenie

 mocy

 

przesy

łanej

 zg

en

e

ra

to

rad

o

 sieci

 sztywnej

 zgodnie

 zc

h

ar

ak

te

ry

st

yk

ą.

 

Wtedy

 moc

 niezbilansowana

 

wzro

śnie.

 W

punkcie

A

 moc

 el

ektryczna

 i

m

echaniczna

sobie

 równe,

 lecz

 

ruch

 wirnika

 nie

 zostanie

 zatrzymany.

 Wt

ra

kc

ie

sw

o

je

j drogi

 od

 punktu

 2

 

do

 A

 ww

ir

n

ik

u

zo

st

zgromadzona

 pewna

 ilo

ść

energii

 kinetycznej

 

hamuj

ącej

 (pole

 3,

 2,

 A)

 ap

dko

ść

obrotowa

 jest

 mniejsza

 od

 

synchronicznej.

 W

 tym

 wypad

ku

 ustali

 jednak

 si

ę

nowy

 sta

bilny

 punkt

 

pracy,

 punkt

 A,

 lecz

 nie

 b

ędzie

 to

 wyj

ściowy

 punkt

 B.

 

Nast

ępny

 przypadek

 to

 od

łą

czenie

 od

 rozpatrywanej

 sieci

 odbioru

 o

 mocy

 

()

e

z

e

m

P

P

P

Δ

δ

e

P

Δ

δ

d

P

d

background image

24

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

0.

99

99

95

1

P1

i

Pm

i

8

0

δ

i.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1

0

1

A

B

2

3

C

Moc

 elektryczna

 jest

 mniejsza

 od

 mocy

 mechanicznej

 wirnik

 b

ędzie

 

przyspieszany,

 czyli

 zacznie

 rosn

ąć

pr

ędko

ść

obrotowa.

 

Powi

ę

kszenie

 k

ąta

  pow

odu

je

 powi

ę

kszenie

 mocy

 przesy

łanej

 z

 generatora

 

do

 sieci

 sztywnej.

 Wtedy

 moc

 niezbilansowana

 wzro

śnie

 co

 prowadzi

 do

 

destabilizacji

 pracy

 maszyny.

 W

 tym

 wypadku

 nie

 ustali

 jednak

 si

ę

nowy

 

stabilny

 punkt

 pracy

 a

 pr

ędko

ść

wirnika

 b

ę

dzie

 ros

ła

 w

 niesko

ń

cz

on

o

ść

δ

d

P

d

background image

25

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

Reasumuj

ąc

 powy

ższe

 rozwa

żania

 o

 zmianach

 mocy

 elektrycznej

 mo

żna

 

stwierdzi

ć,

 ż

e:

9

Punkt

 A

 jest

 punktem

 pracy

 stabilnej.

9

Punkt

 B

 jest

 punktem

 pracy

 niestabilnej.

9

Stabilna

 praca

 jest

 tylko

 na

 odcinku,

 gdzie

             

9

Gdy

 warto

ść

praca

 generatora

 jest

 niestabilna.

 

9

Warunek

         

jest

 kryterium

 okre

ślania

 granicy

 równowagi

 st

atycznej.

 

9

Granica

 równowagi

 statycznej

 wyst

ępuje,

 gdy

            

Pochodn

ą

mocy

 po

 k

ącie:

 

nazywamy

 moc

ą

synchronizuj

ąc

ą

generatora.

 Moc

 synchronizuj

ąca

 jest

 miar

ą

zapasu

 stabilno

ści

 generatora.

 

0

δ

d

dP

0

<

δ

d

dP

δ

d

dP

0

=

δ

d

dP

δ

δ

cos⋅

=

E

S

g

X

U
E

d

dP

δ

d

P

d

background image

26

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

Dotychczas

 analizowano

 generator,

 gdy

 brak

 jest

 dzia

łania

 jego

 regula

torów

 

wzbudzenia.

 Wtedy

 granic

ę

równowagi

 st

atycznej

 nazywamy

 naturaln

ą

granic

ą

równowagi

 st

atycznej.

 Rozwa

żmy

 teraz

 uk

ład,

 w

 którym

 generator

 jest

 jednak

 

wyposa

żony

 w

 regulator

 wzbudzenia.

 Regulator

 wzbudzenia

 star

si

ę

utrzyma

ć

sta

łe

 napi

ę

cie

 generatora

 poprzez

 zmian

ę

napi

ę

cia

 wzbudzenia

 

z

ograniczeniami

w

ynikaj

ącymi

 z

dopuszczalnego

jego

 zakresu

 pracy.

 

Rozwa

żany

 regulator

 wzbudzenia

 mo

że

 by

ć:

 powolny

 lub

 Szybki.

 

Jako

 regulator

 szybki

 b

ędziemy

 uwa

żali

 taki

 regulator,

 który

 utrzymuje

 sta

łą

warto

ść

napi

ę

cia

 na

 zaciskach

 generatora

 bezpo

średnio

 po

 zmianie

 obci

ąż

enia.

 

W

 regulatorze

 powolnym

 po

 zmianie

 obci

ąż

enia

 zw

ar

to

ści

(punkt

 A)

 do

 

nast

ępuje

 zmiana

 k

ąta

 zgodnie

 zw

yj

ściow

ą

charakterystyk

ą

(punkt

 B)

 

ad

o

p

ie

rop

ó

źniej

 regulator

 zwi

ę

ksza

 napi

ę

cie

 wzbudzenia

 tak,

 aby

 napi

ęcie

 na

 

zaciskach

 generatora

 by

ło

 st

e.

 Zmiana

 napi

ęcia

 wzbudzenia

 pow

odu

je

 

powi

ększenie

 si

ły

 elektromotoryczne

 generatora

 w

 efekcie

 charakterystyki

       

.

Generatora

 znajdzie

 si

ę

w

punkcie

C.

 Kolejne

 etapy

 pracy

 s

ą

wi

ę

nast

ępuj

ące:

 

zwi

ę

kszenie

 obci

ąż

enia

 przy

 sta

łym

 wzbudzeniu

 i 

zwi

ę

kszenie

 napi

ę

cia

 

wzbudzenia.

 

0

P

1

P

()

δ

P

δ

d

P

d

background image

27

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

5

0

P1

i

P3

i

P4

i

P2

i

3.1

415

93

0

δ

i.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0

1

2

3

4

5

B

C

A

0

P

1

P

W

 regulatorze

 szybkim

 po

 zmianie

 obci

ąż

enia

 nast

ępuje

 natychmiastowa

 

zmiana

 napi

ę

cia

 wzbudzenia

 tak,

 ż

napi

ę

cie

 na

 zaciskach

 generatora

 pozostaje

 

sta

łe.

 W

 wyniku

 zamiast

 klasycznej

 zale

żno

ści

 mocy

 czynnej

 od

 k

ąta

 

otrzymujemy

 przebieg

 jak

 na

 rysunku

 poni

żej.

δ

d

P

d

background image

28

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

7.

68

0401

0

P1

i

P3

i

P4

i

P2

i

P6

i

3.

14

1593

0

δ

i.

0

0.5

1

1.

5

2

2.

5

3

3.

5

0

2

4

6

8

Warunek

 

jest

 dla

 niej

 spe

łniony

 przy

 k

ącie

            

. W

 ak

tualnie

 stosowanych

 

regulatorach

 osi

ąga

 si

ę

0

=

δ

d

dP

°
>

90

δ

°

120

δ

δ

d

P

d

background image

29

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

Jest

 to

 tzw.

 sztuczna

 (dynamiczna)

 granica

 równ

ow

agi

 statycznej.

 Moc

 

graniczna

 jest

 wtedy

 wi

ę

ksza

 od

 mocy

 granicznej

 równowagi

 naturalnej.

 

Wykres

 wskazowy

 generatora

 wp

rz

yp

ad

ku

w

ys

powania

 sztucznej

 granicy

 

równowagi

 st

atycznej.

 

g

U

d

E

o

90

S

U

δ

d

P

d

background image

30

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryterium

powy

ższego

 wykresu

 wskazowego

 wynika,

 ż

90

 stopni

 jest

 tu

 równie

ż

utrzymywany

 jednak

 nie

 pomi

ędzy

 si

łą

elektromotoryczn

ą

generatora

 

in

ap

ciem

sieci

 sztywnej

 a

 pomi

ę

dzy

 napi

ęciem

 na

 zaciskach

 generatora

 

in

ap

ciem

sieci

 sztywnej.

 

Okre

śleni

punktu

 pracy

 wzgl

ędem

 granicy

 równowagi

 definiuje

 si

ę

przez

 trzy

 

wspó

łczynniki

 zapasu

 stabilno

ści

 statycznej:

 

o

o

gr

p

P

P

P

k

=

o

o

gr

k

δ

δ

δ

δ

=

o

gr

o

u

U

U

U

k

δ

d

P

d

background image

31

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Kryteria

        

w

 uk

ład

zie

 wielomaszynowym

  

W

 przestrzeni

 o

 wspó

łrz

ędnych

                                  

zbiór

 punktów

 st

abilnych

 

nazywamy

 obszarem

 stabilno

ści

 loka

lnej.

 Wewn

ątrz

 tego

 obszaru

 mamy

 st

an

stabilne.

 Na

 zewn

ątrz

 niestabilne.

 Brzeg

 obsza

ru

 stabilno

ści

 nazywamy

 

powierzchni

ą

stanów

 granicznych.

 

(

)

,

,

,

,1

,2

,1

n

n

n

n

δ

δ

δ

K

δ

d

P

d

background image

32

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

 

Rozwa

żymy

 teraz

 wp

ływ

 t

łumienia

 pochodz

ącego

 od

 uzwoje

ń

umi

ących

 na

 

przebiegi

 ko

łysa

ń

wirnika

 generatora.

 W

 tym

 celu

 przeanalizujemy

 przypadek

 

pracy

 generatora

 w

punkcie

stabilnym

 A

 po

pojawieniu

si

ę

dodatkowego

 

obci

ąż

enia

 moc

ą

czynn

ą.

 Do

łą

czenie

 dodatkowej

 mocy

 powoduje,

 ż

generator

 

znajduje

 si

ę

w

punkcie

2

A

2

3

4

5

6

7

ω

δ

a)

b)

m

P

e

P

8

1

0.

78

12

62

P1

i

12

0

δ

i.

1

0

1

ωΔ

e

P

Δ

δΔ

D

e

Δ

D

i

Δ

D

P

background image

33

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

Wirnik

 b

ędzie

 hamowany,

 czyli

 zacznie

 male

ć

jego

 pr

ędko

ść

obrotowa

 

wywo

łuj

ąc

 zmniejszenie

 k

ąta

 i

w

konsekwencji

zmniejszenie

 mocy

 prze

sy

łanej

 

z

generatora

d

o

 sieci

 sztywnej.

 Pr

ę

dko

ść

obrotowa

 jest

 ró

żna

 od

 

synchronicznej

 aw

cp

o

ja

w

ia

 si

ę

po

ślizg

 i

tym

samym

 sk

ładnik

 mocy

 

umi

ącym

 w

 równaniu

 ró

żniczkowym

 ruchu

 wirnika

 st

aje

 si

ę

żny

 od

 zera.

 

Moc

 elektryczna

 jest

 zmniejszana

 os

adnik

p

roporcjonalny

 do

 mocy

 

umi

ącej.

Ruch

 wirnika

 nie

 odbywa

 si

ę

po

 charakterystyce

          

, lecz

 poni

żej.

 W

 wyniku

 

pole

 hamowania

 jest

 okre

ślo

ne

 punktami

 2,

 3,

 4

 an

ie

ja

poprzednio

 2,

 3,

 A.

 

W

 punkcie

 4

 mamy

 najmniejsz

ą

pr

ędko

ść

obrotow

ą

wirnika.

 W

 tej

 sytuacji

 

wirnik

 równie

ż

w

 ruchu

 przyspiesza

cym

 nie

 osi

ągnie

 taki

ego

 k

ąta

 jak

 

uprzednio

 lecz

 punkt

 6.

 Moc

 tak

że

 nie

 osi

ągnie

 warto

ści

 takiej

 jak

 w

chwili

pocz

ątkowej,

 lecz

 mniejsz

ą.

 

Wychylenie

 do

 punktu

 5

 b

ędzie

 takie

 aby

 za

kre

skowane

 pole

 górne

 2,

 3,

 4

 

(energia

 kinetyczna

 hamuj

ąca)

 by

ło

 równe

 zakreskowanemu

 polu

 dolnemu

 

4,

 5,

 6

 (energia

 kinetyczna

 przyspies

zaj

ąca).

 

(

)

δ

P

background image

34

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

W

 punkcie

 5

 wirnik

 zaczyna

 mie

ć

dodatni

 po

ślizg

 (rys.

b)

 i

d

latego

moc

 t

łumi

ąca

 

zmienia

 znak

 id

o

d

aj

es

do

 mocy

 elektrycznej.

 Krzywa

 zmian

 mocy

 w

funkcji

ta

 le

ży

 powy

żej

 charakterystyki

 mocy

 elektrycznej

 generowanej.

 Ruch

 

przebiega

 do

 punktu

 5

 przez

 7

 do

 8.

 W

 punkcie

 7

 znów

 mamy

 równo

ść

mocy,

 

lecz

 nie

 energii

 kinetycznych

 i 

pr

ędko

ści,

 

dlatego

 drgania

 trwaj

ą

dalej.

 

Punktem

 ko

ń

cowym

 tych

 drga

ń

b

ędzie

 punkt

 A.

 Na

 rysunku

 b

 naszkicowano

 

pocz

ątkowy

 przeb

ieg

 pr

ędko

ści

 obrotowej

 wirnika

 w

funkcji

ta.

Jest

 to

 tzw.

 port

re

faz

o

w

y,

 czyli

 najlepszy

 widok

 zmiennych

 st

anu.

 Rys.

 c

 

obrazuje

 przebieg

 zmian

 mocy

 czynnej

 w

 funkcji

 czasu.

 Wida

ć

zn

ie

go

oscylacyjne

 t

łumiony

 charakter

 tych

 zmian.

 

Rys.

d

o

brazuje

 nam

 zmienne

 uczes

tnicz

ące

 wp

ro

ce

si

ez

ap

re

ze

n

to

w

an

jako

 

wektory.

 Tak

 jak

 poprzednio

 tak

 i

tu

zmiana

 pr

ędko

ści

 obrotowej

 jako

 

pochodna

 zmiany

 k

ąta

 wyprzedza

 go

 w

fazie

o

90

stopni.

 

Wektor

 reprezentuj

ący

 zmiany

 mocy

 jest

 wf

az

ie

zw

ek

to

re

mk

ąta.

 Uzwojenie

 

umi

ące

 generatora

 zachowuje

 si

ę

jak

 klatka

 silnika

 asynchronicznego,

 je

śli

 

tylko

 pojawi

 si

ę

zmiana

 pr

ę

dko

ści

 obrotowej

 wirnika.

 

background image

35

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

W

 uzwojeni

 t

łumi

ącym

 indukuje

 si

ę

si

ła

 elektromotoryczna

 proporcjonalna

 do

 

po

ślizgu

 il

eżą

ca

w

fazie

z

n

im.

 Znaczna

 rezystancja

 uzwojenia

 t

łumi

ącego

 

powoduje,

 ż

pr

ąd

 wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 jest

 opó

źniony

 w

 fazie

 wzgl

ędem

 

si

ły

 elektromotorycznej.

 Moc

 t

łumi

ąca

 jest

 równa

 iloczynowi

 si

ły

 

elektromotorycznej

 i 

rzutowi

 pr

ądu

 t

łumienia

 na

 o

ś

si

ły

 elektromotorycznej.

 

tego

 rozwa

żania

 wida

ć,

 ż

rezystancja

 uzwojenia

 t

łumi

ącego

 powinna

 by

ć

du

ża

 wp

o

w

n

an

iud

o

 jego

 reaktancji.

 

Rozwa

żymy

 wp

ływ

 uk

ładu

 regulacji

 napi

ę

cia

 na

 przebieg

 procesu

 ko

łysa

ń

wirnika

 wywo

łanych

 za

óceniem

 w

poborze

mocy

 czynnej.

 W

 tym

 celu

 

wyprowadzimy

 zale

żno

ść

na

 napi

ęcie

 na

 zaciskach

 generatora

 w

funkcji

ta

 

pomi

ę

dzy

 jego

 si

ła

 elektromotoryczn

ą

in

ap

ciem

sieci

 sztywnej.

 

G

L

UE

background image

36

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

Pr

ąd

 p

łyn

ący

 wu

adzi

e

w

ynos

i: 

St

ąd

 napi

ęcie

 generatora:

 

Modu

ł

napi

ę

cie

 generatora:

 

()

X

X

j

U

e
E

I

d

S

j

d

G

+

=

δ

=

+

+

+

=

+

=

S

d

j

d

d

S

G

S

G

U

X

X

X

e
E

X

X

X

U

I

X

j

U

U

δ

⎥ ⎦

⎢ ⎣

+⎟ ⎠

⎜ ⎝

+

+

=

δ

δ

sin

cos

d

d

S

d

d

E

j

E

U

X

X

X

X

X

()

2

2

cos

2

d

d

S

d

S

d

d

G

E

E

U

X

X

U

X

X

X

X

X

U

+


+

⎟ ⎠

⎜ ⎝

+

=

δ

background image

37

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

Przebieg

 napi

ę

cia

 na

 zaciskach

 generatora

 w

funkcji

ta.

 

1

0

U

i

U1

i

6.

28

31

85

0

δ

i.

0

1.

4

2.

8

4.

2

5.

6

7

wykresu

 tego

 wynika,

 ż

podczas

 ko

łysa

ń

wirnika

 wywo

łanych

 zak

łóceniem

 

wp

o

b

o

rz

e

m

o

cy

 czynnej

 powstaj

ą

znaczne

 zmiany

 napi

ęcia

 generatora.

 Zmiany

 

te

 b

ęd

ą

zauwa

żone

 przez

 regulator

 napi

ę

cia

 generatora,

 który

 obserwuj

ąc

 

obni

żenie

 napi

ęcia

 generatorowego

 zareaguje

 i

p

odniesie

napi

ę

cie

 wzbudzenie

 

a

w

konsekwencji

napi

ę

cie

 na

 zaciskach

 generatora.

 Zwi

ę

kszenie

 si

ę

napi

ę

cia

 

generatorowego

 powy

żej

 warto

ści

 zadanej

 regulatora

 spowoduje

 obni

żenie

 

napi

ę

cia

 wzbudzenia,

 czyli

 napi

ę

cie

 na

 zaciskach

 generatora.

 

background image

38

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

Uzwojenie

 t

łumi

ące

 le

ży

 w

o

si

synchronicznej

 pod

łu

żnej

 maszyny.

 W

tej

samej

 

osi

 le

ży

 uzwojenie

 wzbudzaj

ące

 generatora.

 W

 tej

 sytuacji

 zmiany

 pr

ądu

 

wzbudzenie

 s

ą

transformo

wane

 nie

 tylko

 do

 uzwoje

ń

statora,

 ale

 tak

że

 do

 

uzwojenia

 t

łumi

ącego

Wykres

 wskazowy

 dla

 uk

ładu

 t

łumienia

 zr

eg

u

la

cj

ą

wzbudzenia.

 

W

automatycznym

regulatorze

 napi

ęcia

 (wzbudzenia)

 wielko

ść

mierzona,

 czyli

 

napi

ę

cie

 i

w

ielko

ść

zadana

 twor

uchyb

 regulacji:

pochodna

 nap

cia

 po

 k

ącie

 jest

 ujemna

 ws

ta

b

iln

ymo

b

sz

ar

ze

 pracy,

 czyli:

  

ωΔ

e

P

Δ

δΔ

()

ωΔ

Δ

D

e

()

ωΔ

Δ

D

i

D

P

r

U

Δ

f

E

Δ

()

f

E

D

e

Δ

Δ

()

f

E
D

i

Δ

()

f

E

D

P

Δ

U

U

U

zad

r

=

Δ

δ

δ

δ

Δ

=

=

r

r

K

U

U

background image

39

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

Uchyb

 regulacji

           

jest

 wielko

ści

ą

proporcjonaln

ą

do

 zmian

 k

ąta

 in

a

wykresie

 wskazow

ym

 jego

 we

ktor

 b

ędzie

 wf

az

ie

zw

ek

to

re

m

.

Automatyczny

 regulator

 napi

ęcia

 wzmacnia

 uchyb

 regulacyjny

 wymuszaj

ąc

 we

 

wzbudnicy

 generatora

 zmian

ę

napi

ęcia

 wzbudzenia

 o

 warto

ść

.

Automatyczny

 regulator

 napi

ęcia

 i

w

zbudnica

maj

ą

pewn

ą

bezw

ładno

ść

to

 na

 

wykresie

 wskazow

ym

 wektor

          

b

ędzie

 si

ę

opó

źnia

ł

o

 pewien

 k

ąt

 ws

to

su

n

ku

do

 wektora

 uchybu

 regulacyjnego

          

.

To

 opó

źnienie

 wynika

 ze

 st

ych

 czasowych

 regulatora

 i

wzbudnicy.

 Zm

ian

napi

ę

cia

 wzbudzenia

 spowoduje

 powstanie

 wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 si

ły

 

elektromotorycznej

              

. Wektor

 tej

 si

ły

                

le

ży

 wf

az

ie

zw

ek

to

re

m

wymuszaj

ącym.

 Pod

 wp

ływem

 si

ły

 elektromotorycznej

               

wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 pop

łynie

 pr

ąd

             

, którego

 wskaz

              

b

ę

dzie

 opó

źniony

 w

 

stosunku

 do

 si

ły

 elektromotorycznej

 op

ew

ie

nk

ąt

 wynikaj

ący

 ze

 stosunku

 

rezystancji

 do

 reaktancji

 obwodu

 t

łumi

ącego

Pr

ąd

 p

łyn

ący

 wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 aw

yw

o

łany

zmianami

 napi

ę

cia

 

wzbudzenia

 odejmuje

 si

ę

od

 pr

ądu

 p

łyn

ącego

 wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 

aw

yw

o

łanym

zmianami

 pr

ędko

ści

 obrotowej

 wirnika.

 

r

U

Δ

δΔ

f

E

Δ

f

E

Δ

r

U

Δ

(

)

f

E
D

e

Δ

()

f

E

D

e

Δ

(

)

f

E
D

e

Δ

(

)

f

E
D

i

Δ

()

f

E
D

i

Δ

background image

40

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Ko

łysania

 z

 uwzgl

ę

dnieniem

 t

łumienia

 i

regulacji

wzbudzenia

Oznacza

 to,

 ż

pr

ąd

 p

łyn

ący

 wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 ww

yn

ik

u

d

zi

ania

 

regulatora

 napi

ęcia

 os

łabia

 pr

ąd

 p

łyn

ący

 wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 aw

yw

o

łanym

zmianami

 pr

ę

dko

ści

 obrotowej

 wirnika

 a

w

konsekwencji

zmniejsza

 moc

 

umi

ąc

ą.

 

Zostan

ą

teraz

 przeanalizowane

 czynniki

 prowadz

ące

 do

 pojawienia

 si

ę

ujemnej

 

mocy

 t

łumi

ącej.

 Wielko

ści

ą

wy

ciow

ą

tej

 analizy

 by

ł

uchyb

 regulacyjny

 

regulatora

 napi

ęcia.

 Du

ży

 uchyb

 regulacyjny

 to

 we

fe

kc

ie

d

u

ży

 pr

ąd

 p

łyn

ący

 

wu

zw

o

je

n

iu

umi

ącym

 ww

yn

ik

u

d

zi

ania

 regulatora

 napi

ę

cia.

 Du

ży

 efekt

 

regulacyjny

 mo

że

 by

ć

spowodowany

 przez:

9

Du

żą

reaktancj

ę

pomi

ędzy

 generatorem

 (elektrowni

ą)

 aw

ęz

łem

sieci

 

sztywnej.

 

9

Du

że

 obc

iąż

enie

 sieci.

 

9

Du

że

 wzmocnienie

 regulatora

 napi

ę

cia

 bardzo

 korzystne

 dla

 regulacji

 

napi

ę

cia

 (napi

ęcie

 sz

ybciej

 wraca

 do

 warto

ści

 zadanej),

 al

niekorzystne

 dla

 

umienia.

 

9

Du

że

 opó

źnienie

 wprowadzane

 przez

 uk

ład

 regulacji

 napi

ęcia

 aw

c

niekorzystna

 jest

 wzbudnica

 elektromaszyn

owa

 wo

d

żnieniu

od

 wzbudnicy

 

tyrystorowej.

 

background image

41

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 1

 

Obliczy

ć

moc

 graniczn

ą

równowagi

 statycznej

 uk

ładu.

 

G

T

T

L

UE

A

B

C

10 kV

220 kV

220 kV

MVA

150

=

NG

S

%

150

=

d

X

kV

5,

10

=

NG

U

MVA

100

=

NT

S

%
12

=

Z

U

Δ

kV

10,5

kV

220

=

ϑ

km

4,

0

=

kL

X

km

150

=

l

=

Z

S

kV

215

=

S

U

Zadanie

 rozwi

ąza

ć

dla

 trzech

 przypadków

 gdy

 generator:

 

9

nie

 jest

 wyposa

żony

 w

 regulator

 wzbudzenia

 a

 obci

ąż

ony

 jest

 moc

ą

9

jest

 wyposa

żony

 w

 szybki

 regulator

 wzbudzenia

 utrzymuj

ący

 

9

jest

 wyposa

żony

 w

 wolny

 regulator

 wzbudzenia

 utrzymuj

ący

 

MW

150

=

N

P

kV

5,

10

=

G

U

kV

5,

10
=

G

U

1

cos

=

ϕ

background image

42

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 1

Impedancje

 elementów

 na

 poziomie

kV

5,

10

10,1

150

5,

10

100

150

100

2

2

=

=

=

NG

NG

d

G

S

U

X

X

0662,

0

100

2

5,

10

100

12

2

100

2

2

=

=

=

NT

NT

z

T

S

U

U

X

Δ


137,

0

220

5,

10

150

4,

0

2

2

=

⎟ ⎠

⎜ ⎝

⎛ ⋅

=

=

T

k

L

l

X

X

ϑ

31,1

137,0

0662,

0

10,1

=

+

+

=

+

+

=

L

T

G

X

X

X

X

Przypadek

 1:

 generator

 nie

 jest

 wyposa

żony

 w

 regulator

 wzbudzenia

 

kV

3,

10

220

5,

10

215

1

5,

10

=

=

=

T

S

S

U

U

ϑ

=

+

=

+

=

5,

10

10,1
150

5,

10

5,

10

5,

10

j

U

X

P

j

U

E

G

G

G

G

G

kV

9,

18
8,

15

5,

10

3,

56

°

=

+

=

j

e

j

MW
149

31,1

3,

10

9,

18

5.

10

=

=

=

X

U

E

P

S

G

gr

background image

43

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 1

Przypadek

 2:

 generator

 jest

 wyposa

żony

 w

 szybki

 regulator

 wzbudzenia

 

MW
531

137,

0

0662,

0

3,

10

5,

10

5,

10

=

+

=

+

=

L

T

S

G

gr

X

X

U

U

P

Przypadek

 3:

 generator

 jest

 wyposa

żony

 w

 wolny

 regulator

 wzbudzenia

Wykres

 wskazowy

 napi

ęcia

 sieci

 szt

ywnej,

 napi

ę

cia

 is

iły

e

lektromotorycznej

 

generatora

 wyposa

żonego

 w

 wolny

 regulator

 wzbudzenia.

 

S

U

G

U

d

E

U

Δ

α

background image

44

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 1

W

 celu

 wyznaczenia

 si

ły

 elektromoto

rycznej

 zastosujemy

 metod

ę

it

e

ra

cyjn

ą.

 

Za

ło

żymy,

 ż

°
=

20

α

kV

5,

10

20

°

=

j

G

e

U

(

)

=

°

=

=

3,

10

20
sin

20
cos
5,

10

j

U

U

U

S

G

GS

Δ

()

kV
59,

3

433,

0

j

+

=

()

=

+

=

+

+

+

=

203,

0

31,1

59,

3

433,

0

j

X

X

X

X

X

U

U

L

T

L

T

G

GS

Δ

Δ

()

kV

1,

23

79,

2

j

+

=

Cz

ęść

rzeczyw

ista

 straty

 napi

ęcia

 powinna

 by

ć

równa

 napi

ęciu

 sieci

 szt

ywnej

 ze

 

znakiem

 minus,

 wniosek

 przy

to

 zbyt

 ma

ły

 k

ąt.

 Za

ło

żymy,

 ż

°
=

30

α

(

)

=

°

=

=

3,

10

30
sin

30
cos
5,

10

j

U

U

U

S

G

GS

Δ

()

kV
25,

5

21,1

j

+

=

()

=

+

=

+

+

+

=

203,

0

31,1

25,

5

21,1

j

X

X

X

X

X

U

U

L

T

L

T

G

GS

Δ

Δ

()

kV

8,

33

80,

7

j

+

=

background image

45

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 1

Za

ło

żymy,

 ż

°
=

34

α

(

)

=

°

=

=

3,

10

34
sin

34
cos
5,

10

j

U

U

U

S

G

GS

Δ

()

kV
87,

5

60,1

j

+

=

()

=

+

=

+

+

+

=

203,

0

31,1

87,

5

60,1

j

X

X

X

X

X

U

U

L

T

L

T

G

GS

Δ

Δ

()

kV

9,

37

3,

10

j

+

=

Cz

ęść

rzeczyw

ista

 straty

 napi

ęcia

 jest

 równa

 napi

ę

ciu

 sieci

 sztywnej

 ze

 zna

kie

m

 

minus,

 k

ąt

 jest

 w

ła

ściwy

.

Si

ła

 elektromotoryczna

 generatora

 jest

 równa

 cz

ęś

ci

 urojonej

 straty

 napi

ęcia,

 

czyli:

 

kV

9,

37

=

d

E

MW
298

31,1

3,

10

9,

37

5.

10

=

=

=

X

U

E

P

S

d

gr

background image

46

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

Obliczy

ć

moc

 graniczn

ą

równowagi

 statycznej

 uk

ładu

 jak

 na

 rysunku.

 

G1

T1

1

S

L

T2

A

B

C

15 kV

110 kV

110 kV

15 kV

2

S

D

G2

LBC

P

MVA

600

1

=

NG

S

%

150

=

d

X

kV
75,

15

1

=

NG

U

MVA

600

2

=

NG

S

%

150

=

d

X

kV
75,

15

2

=

NG

U

MVA

315

1

=

NT

S

%
12

=

Z

U

Δ

kV
15

kV

110 =

ϑ

MVA

315

2

=

NT

S

%
12

=

Z

U

Δ

kV
15

kV

110 =

ϑ

km

4,

0

=

kL

X

km
10
=

l

MW

200

1

=

P

ind.

8,

0

cos

1

=

ϕ

kV
75,

15

=

A

U

MW

200

2

=
P

ind.

8,

0

cos

2

=

ϕ

kV
75,

15

=

D

U

MW

100

=

LBC

P

Generator

 nie

 jest

 wyposa

żony

 w

 regulator

 wzbudzenia.

 

background image

47

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

Impedancje

 elementów

 na

 poziomie

 

kV
15


620,

0

600

75,

15

100

150

100

2

2

2

1

=

=

=

=

N

N

d

G

G

S

U

X

X

X

0945,

0

315

75,

15

100

12

100

2

2

2

1

=

=

=

=

N

N

z

T

T

S

U

U

X

X

Δ

0744,

0

110

15

10

4,

0

2

2

=

⎟ ⎠

⎜ ⎝

⎛ ⋅

=

=

T

k

L

l

X

X

ϑ

Obliczenia

 mocy

 w

 w

ęz

łach

 A

 i 

D

()

MVA

150

200

6,

0

8,

0

200

200

sin

cos

1

1

1

1

1

j

j

P

j

P

S

+

=

+

=

+
=

ϕ

ϕ

()

MVA

150

200

6,

0

8,

0

200

200

sin

cos

2

2

2

2

2

j

j

P

j

P

S

+

=

+

=

+

=

ϕ

ϕ

Zast

ąpienie

 odbiorów

 impedancjami

()

5953,

0

7938,

0

150

200

75,

15

2

* 1

2

1

j

j

S

U

Z

A

o

+

=

=

=

()

5953,

0

7938,

0

150

200

75,

15

2

* 2

2

2

j

j

S

U

Z

D

o

+

=

=

=

background image

48

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

Schemat

 zast

ępczy

1o

Z

2o

Z

1d

E

2

d

E

1

G

jX

2

G

jX

(

)

2

1

T

L

T

X

X

X

j

+

+

Obliczenia

 impedancji

 w

łasnej

 generatora

 1

(

)

=

+

+

+

=

+

=

5953,

0

7938,

0

620,

0

5953,

0

7938,

0

620,

0

2

2

2

2

j

j

j

j

Z

Xj

Z

Xj

Z

o

G

o

G

a

()

3983,

0

1448,

0

j

+

=

()

=

+

+

+

=

2

1

T

L

T

a

b

X

X

X

j

Z

Z

=

+

+

+

=

0744,

0

2

0945,

0

3983,

0

1448,

0

j

j

j

()

6617,

0

1448,

0

j

+

=

(

)(

)

=

+

+

+

+

+

=

+

=

5953,

0

7938,

0

6617,

0

1448,

0

5953,

0

7938,

0

6617,

0

1448,

0

1

1

j

j

j

j

Z

Z

Z
Z

Z

o

b

o

b

c

()

3757,

0

2059,

0

j

+

=

background image

49

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

=

+

+

=

+

=

620,

0

3757,

0

2059,

0

1

11

j

j

Xj

Z

Z

G

c

()

0168,1

9957,

0

2059,

0

3,

78

°

=

+

=

j

e

j

Obliczenia

 impedancji

 w

łasnej

 generatora

 2

0168,1

3,

78

22

o

j

e

Z

=

Obliczenia

 impedancji

 wzajemnej

 generator

 1

 ‐

gene

ra

to

2

W

 celu

 obliczenia

 impedancji

 wzajemnej

 generator

 1

 ‐

gene

ra

to

2

 musimy

 

przekszta

łci

ć

dwie

 gwiazdy

 wyst

ępuj

ące

 w

 schemacie

 zast

ępczym

 na

 trójk

ąty.

 

Zaczniemy

 od

 gwiazdy

 z

ło

żonej

 zi

m

p

ed

an

cj

i:

 

1

G

X

j

1o

Z

(

)

2

1

T

L

T

X

X

X

j

+

+

()

(

)

=

+

+

+

+

+

+

=

1

2

1

1

2

1

1

1

o

T

L

T

G

T

L

T

G

D
G

Z

X

X

X

j

Xj

X

X

X

j

Xj

Z

=

+

+

+

=

5953,

0

7938,

0

5906,

0

620,

0

2634,

0

620,

0

j

j

j

j

j

()

9822,

0

1317,

0

j

+

=

background image

50

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

()

(

)

=

+

+

+

+

+

+

=

1

2

1

1

2

1

1

0

G

T

L

T

o

T

L

T

o

D

Xj

X

X

X

j

Z

X

X

X

j

Z

Z

(

)

=

+

+

+

+

=

620,

0

2634,

0

5953,

0

7938,

0

2634,

0

5953,

0

7938,

0

j

j

j

j

j

()

1117,1

1310,1

j

+

=

Łą

czymy

 równolegle

 ga

łę

zie:

 

0

D

Z

2o

Z

(

)(

)

=

+

+

+

+

+

=

+

=

5953,

0

7938,

0

1117,1

131,1

5953,

0

7938,

0

1117,1

131,1

2

0

2

0

j

j

j

j

Z

Z

Z

Z

Z

o

D

o

D

DD

()

3916,

0

4699,

0

j

+

=

Przekszta

łcamy

 gwiazd

ę

na

 trójk

ąt

 dla

 impedancji:

 

DD

Z

D
G

Z

1

2

G

Xj

=

+

+

=

DD

G

D
G

G

D
G

Z

X

j

Z

X

j

Z

Z

2

1

2

1

12

(

)

=

+

+

+

+

+

=

3916,

0

4699,

0

62,

0

9822,

0

1317,

0

62,

0

9822,

0

1317,

0

j

j

j

j

j

()

3518,

2

1370,

2

9819,

0

7,
114

°

=

+

=

j

e

j

background image

51

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

Obliczenie

 mocy

 p

łyn

ących

 z

 generatorów

ϑ

sin

2

1

2

1

1

+

+

=

T

L

T

G

G

A
T

X

X

X

U

U

P

()

1062,

0

75,

15
75,

15

2634,

0

100

sin

2

1

2

1

1

=

=

+

+

=

G

G

T

L

T

A
T

U

U

X

X

X

P

ϑ

=

=

ϑ

cos

2

1

2

1

2

1

2 1

1

LT

T

G

G

LT

T

G

A
T

X

U

U

X

U

Q

Mvar

3,

5

1062,

0
1

2634,

0

75,

15

2634,

0

75,

15

2

2

2

=


=

=

+

+

+

=

+

=

3,

5

100

150

200

1

1

1

j

j

S

S

S

A
T

o

G

()

MVA

3,
155

300

j

+

=

(

)

=

+

=

=

3,

5

100

150

200

2

2

2

j

j

S

S

S

D
T

o

G

()

MVA

3,
155

100

j

+

=

background image

52

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

Obliczenia

 modu

łów

 si

ł

elektromotorycznych

 generatorów

=

+

+

=

1

1

1

1

1

1

1

1

G

G

G

G

G

G

G

d

U

X

P

j

U

X

Q

U

E

()

kV

8,

24

8,

11

9,

21

75,

15

62,

0

300

75,

15

62,

0

3,
155

75,

15

3,

28

°

=

+

=

+

+

=

j

e

j

j

=

+

+

=

2

2

2

2

2

2

2

2

G

G

G

G

G

G

G

d

U

X

P

j

U

X

Q

U

E

()

kV

2,

22

9,

3

9,

21

75,

15

62,

0

100

75,

15

62,

0

3,
155

75,

15

2,

10

°

=

+

=

+

+

=

j

e

j

j

Wyznaczenie

 mocy

 gran

icznej

 równowagi

 statycznej

 uk

ładu

 

0168,1

11

=
Z

°

=

7,

11

11

α

0168,1

22

=

Z

3518,

2

12

=
Z

°

=

7,

11

22

α

°

=

7,

24

12

α

kV

8,

24

1

=

d

E

kV

2,

22

2

=

d

E

°

=

=

+

=

3,

65
7,

24

90

90

12

α

δ

gr

background image

53

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 2

=

+

=

12

2

1

11

11

2 1

1

sin

Z

E

E

Z

E

P

d

d

d

gr

α

MW

358

3518,

2

2,

22

8,

24

7,

11
sin

0168,1

8,

24

2

=

+

=

=

=

12

2

1

22

22

2 2

2

sin

Z

E

E

Z

E

P

d

d

d

gr

α

MW

136

3518,

2

8,

24

2,

22

7,

11
sin

0168,1

2,

22

2

=

=

35

7.

73

64

39

13

6.

43

81

08

P1

i

P2

i

3.

14

159

3

3.

14

159

3

δ

i.

π

4

3

2

1

0

1

2

3

4

20

0

10

0

0

10

0

20

0

30

0

40

0

P

1

P

2

1

2

3

Przebiegi

 mocy

 w

 funkcji

 k

ąta

 rozchylenia

 wektorów

 si

ł

elektromotorycznych

background image

54

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

Obliczy

ć

czy

 dla

 uk

ładu

 jak

 na

 rysunku

 mo

żna

 przes

ła

ć

nadwy

żk

ę

mocy

 

z

generatora

d

o

 syst

emu.

 Dla

 tej

 sytua

cji

 obliczy

ć

maksymaln

ą

d

ługo

ść

linii,

 aby

 

zachowa

ć

stabiln

ą

prac

ę.

 

G

T

1

S

L

A

B

220 kV

220

kV

UE

MVA

250

=

NG

S

%

220

=

d

X

kV
75,

15

=

NG

U

ind.

8,

0

cos

=

NG

ϕ

MVA

250

=

NT

S

%
11

=

Z

U

Δ

kV
15

kV
312

=

ϑ

km

4,

0

=

kL

X

km
50

=

l

MW

100

1

=
P

ind.

8,

0

cos

1

=

ϕ

kV

2315

=

A

U

kV
231

=

B

U

Generator

 jest

 wyposa

żony

 ww

o

ln

y

re

gu

la

to

wzbudzenia

 utrzymuj

ący

 sta

łe

 

napi

ę

cie

 na

 sz

ynach

 A

 wynosz

ące

 

kV
231

background image

55

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

Impedancje

 elementów

 na

 poziomie

kV

220

()

7,
517

15

231

250

75,

15

100

220

100

2

2

2

2

=

⎟ ⎠

⎜ ⎝

⎛ ⋅

=

=

T

N

N

d

G

S

U

X

X

ϑ


48,

23

250

231

100

11

100

2

2

=

=

=

N

N

z

T

S

U

U

X

Δ


20

50

4,

0

=

=

=

l

X

X

k

L

Obliczenia

 mocy

 odbioru

 1

()

MVA

0,

75

100
6,

0

8,

0

100

100

sin

cos

1

1

1

1

1

j

j

P

j

P

S

+

=

+

=

+
=

ϕ

ϕ

Zast

ąpienie

 odbioru

 impedancj

ą

()

1,
256

5,
341

75

100

231

2

* 1

2

1

j

j

S

U

Z

A

o

+

=

=

=

Obliczenia

 si

ły

 elektromotorycznej

 generatora

2,
541

48,

23
7,
517

=

+

=

+

=

T

G

GT

X

X

X

background image

56

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

=

+

+

=

A

GT

G

A

GT

G

A

d

U

X

P

j

U

X

Q

U

E

()

kV

3,
469

3,
234

7,
406

231

2,
541

100

231

2,
541
75

231

9,

29

°

=

+

=

+

+

=

j

e

j

j

Obliczenie

 impedancji

 wzajemnej

 generator

 1

 –s

ie

ć

sztywna

Przekszta

łcamy

 gwiazd

ę

na

 trójk

ąt

 dla

 impedancji:

 

GT

Xj

1o

Z

L

Xj

=

+

+

=

1

1

12

o

L

G

L

GT

Z

Xj

Xj

Xj

Xj

Z

=

+

+

+

=

1,
256

5,
341

20
2,
541

20

2,
541

j

j

j

j

j

()

8,
576

4,
576

28,

20

0,

92

°

=

+

=

j

e

j

Obliczenie

 czy

 mo

żna

 przes

ła

ć

nadwy

żk

ę

mocy

 zg

en

e

ra

to

rad

o

 syst

emu

°

=

=

=

0,

2

92

90

90

12

12

θ

α

°

=

=

+

=

0,

88
0,

2

90

90

12

α

δ

gr

°

=

9,

29

S
d

U

E

δ

°

=

=

0,

88

9,

29

gr

U

E

S
d

δ

δ

Lini

ą

mo

żna

 przes

ła

ć

nadwy

żk

ę

mocy

 z

generatora

d

o

 systemu.

 

background image

57

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

Moc

 czynna

 p

łyn

ąca

 lini

ą

MW

100

100
8,

0

250

cos

1

=


=

=

P

S

P

N

NG

L

ϕ

Moc

 bierna

 p

łyn

ąca

 lini

ą

0375,

0

231

231

20

100

sin

=

=

=

S

A

L

L

U

U

X
P

ϑ

°

=

=

15,

2

sin

ϑ

ϑ

arc

=

=

ϑ

cos

2

L

S

A

L

A

L

X

U

U

X

U

Q

Mvar
87,1

0375,

0
1

20

231

20

231

2

2

2

=


=

Obliczenie

 mocy

 generatora

(

)

MVA

9,

76

200

87,1

100

75

100

1

1

j

j

j

S

S

S

L

o

G

+

=

+

+

+

=

+

=

Obliczenie

 si

ły

 elektromotorycznej

 generatora

=

+

+

=

A

GT

G

A

GT

G

A

d

U

X

P

j

U

X

Q

U

E

1

1

()

kV

3,
623

6,
468

1,
411

231

2,
541

200

231

2,
541

9,

76

231

7,

48

°

=

+

=

+

+

=

j

e

j

j

background image

58

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

Obliczenie

 czy

 uk

ład

 po

 przes

łaniu

 nadwy

żki

 mocy

 z

generatora

d

o

 syst

emu

 jest

 

stabilny

 

°

=

=
+

=

0,

88

85,

50

15,

2

7,

48

gr

U

E

U

E

A

d

S

d

δ

ϑ

δ

δ

Zwi

ę

kszenie

 d

ługo

ści

 linii

 do

 250

 km

100

250

4,

0

=

=

=

l

X

X

k

L

Obliczenie

 impedancji

 wzajemnej

 generator

 1

 –s

ie

ć

sztywna

=

+

+

=

1

1

12

o

L

G

L

GT

Z

jX

jX

jX

jX

Z

=

+

+

+

=

1,
256

5,
341

100
2,
541

100

2,
541

j

j

j

j

j

()

4,
724

2,
717

4,
101

0,

98

°

=

+

=

j

e

j

Moc

 bierna

 p

łyn

ąca

 lini

ą

1874,

0

231

231

100

100

sin

=

=

=

S

A

L

L

U

U

X
P

ϑ

°

=

=

8,

10

sin

ϑ

ϑ

arc

background image

59

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

=

=

ϑ

cos

2

L

S

A

L

A

L

X

U

U

X

U

Q

Mvar
45,

9

1874,

0
1

100

231

100

231

2

2

2

=


=

Obliczenie

 mocy

 generatora

(

)

MVA

5,

84

200

45,

9

100

75

100

1

1

j

j

j

S

S

S

L

o

G

+

=

+

+

+

=

+

=

Obliczenie

 si

ły

 elektromotorycznej

 generatora

=

+

+

=

A

GT

G

A

GT

G

A

d

U

X

P

j

U

X

Q

U

E

1

1

()

=

+

=

+

+

=

6,
468

9,
428

231

2,
541

200

231

2,
541

5,

84

231

j

j

kV

2,
635

5,

47

°

=

j

e

Obliczenie

 czy

 uk

ład

 po

 przes

łaniu

 nadwy

żki

 mocy

 z

generatora

d

o

 syst

emu

 jest

 

stabilny

 

°

=

=

=

+

=

+

=

0,

82
0,

98

180

180

90

90

90

12

12

12

θ

θ

α

δ

gr

°

=

=
+

=

0,

82

3,

58

8,

10

5,

47

gr

U

E

U

E

A

d

S

d

δ

ϑ

δ

δ

background image

60

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

Zwi

ę

kszenie

 d

ługo

ści

 linii

 do

 600

 km

240

600

4,

0

=

=

=

l

X

X

k

L

Obliczenie

 impedancji

 wzajemnej

 generator

 1

 –s

ie

ć

sztywna

=

+

+

=

1

1

12

o

L

G

L

GT

Z

jX

jX

jX

jX

Z

=

+

+

+

=

1,
256

5,
341

240
2,
541

240

2,
541

j

j

j

j

j

()

0,
994

7,
963

4,
243

2,
104

°

=

+

=

j

e

j

Moc

 bierna

 p

łyn

ąca

 lini

ą

4498,

0

231

231

240

100

sin

=

=

=

S

A

L

L

U

U

X
P

ϑ

°

=

=

7,

26

sin

ϑ

ϑ

arc

=

=

ϑ

cos

2

L

S

A

L

A

L

X

U

U

X

U

Q

Mvar

8,

23

4498,

0
1

240

231

240

231

2

2

2

=


=

background image

61

STABILNO

ŚĆ

LOKALNA

 SYSTEMU

 ELEKTROENERGETYCZNEGO.

 

Zadanie

 3

Obliczenie

 mocy

 generatora

(

)

MVA

8,

98

200

8,

23

100

75

100

1

1

j

j

j

S

S

S

L

o

G

+

=

+

+

+

=

+

=

Obliczenie

 si

ły

 elektromotorycznej

 generatora

=

+

+

=

A

GT

G

A

GT

G

A

d

U

X

P

j

U

X

Q

U

E

1

1

()

=

+

=

+

+

=

6,
468

4,
462

231

2,
541

200

231

2,
541

8,

98

231

j

j

kV

3,
658

4,

45

°

=

j

e

Obliczenie

 czy

 uk

ład

 po

 przes

łaniu

 nadwy

żki

 mocy

 z

generatora

d

o

 syst

emu

 jest

 

stabilny

 

°

=

=

=

8,

75
2,
104

180

180

12

θ

δ

gr

°

=

=
+

=

8,

75

1,

72

8,

23

4,

45

gr

U

E

U

E

A

d

S

d

δ

ϑ

δ

δ


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kanicki Systemy Rozdział 6
Kanicki Systemy Rozdzial 10 id Nieznany
Kanicki Systemy Rozdzial 5 id 2 Nieznany
Kanicki Systemy Rozdzial 3 id 2 Nieznany
Kanicki Systemy Rozdział 2
Kanicki Systemy Rozdział 7
Kanicki Systemy Rozdział 4
Kanicki Systemy Rozdział 6
Kanicki Systemy Rozdzial 10 id Nieznany
Kanicki Systemy Rozdział 3
Kanicki Systemy Rozdział 5
Obowiązki i uprawnienia operatora systemu rozdzielczego w świetle obowiązujących postanowień Prawa e
rozdzial 1 system?nkowy i?nki ok
rozdział v funkcja systemu szkolnego w procesach reprodukcji społecznej wg szcepańskiego OTRVY22YB

więcej podobnych podstron