Ewa Hadam Rzeszów, 21.03.2006

Bartłomiej Haraszczuk

L-01 III EDA

Laboratorium Podstaw Elektroenergetyki.

Temat: Stan dynamiczny generatora zasilającego sieć sztywną.

Schemat układu: generator, transformator blokowy, linia dwutorowa, transformator stacji, sieć sztywna:

W układzie przedstawionym na rysunku wyznaczyć przebiegi charakterystyk δ(t), ω(t), P(t) i Q(t):

- w stanie dynamicznym spowodowanym wyłączeniem jednego z torów linii dwutorowej ;

-w stanie dynamicznym spowodowanym załączeniem drugiego toru linii przy pracującym jednym torze;

- dla różnych wartości reaktancji jednostkowej toru L1 i L2 oraz wprowadzają zakłócenie;

Dane:

• linia - napięcie znamionowe U_n = 220 kV,

• generator:

• moc znamionowa S_g = 240 MV⋅A,

• reaktancja przejściowa X_d = 15 %,

• stała bezwładności t_m = 8.2 s,

• transformator blokowy:

• znamionowa moc pozorna S_n = 240 MV⋅A,

• napięcie zwarcia u_z = 14.5 %,

• transformator stacji:

• znamionowa moc pozorna S_n = 250 MV⋅A,

• napięcie zwarcia u_z = 15.5 %,

• dwutorowa linia elektroenergetyczna:

• długość linii l = 200 km,

• moc odbierana przez system:

• moc czynna P_e = 200 MW,

• moc bierna Q = 124 Mvar,

• przedział czasu h = 0.02 s,

• czas obserwacji stanu dynamicznego t_max = 5 s,

Otrzymane wykresy :

1.Przyjmujemy :

-- reaktancja jednostkowa toru L₁ = 0.4 Ω/km,

• reaktancja jednostkowa toru L₂ = 0.4 Ω/km,

• zakłócenie reaktancji systemu Z = 0 %.

a)jeden tor linii otwarty

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

b)dwa tory linii zamknięte

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

2. Przyjmujemy:

• reaktancja jednostkowa toru L₁ = 0.4 Ω/km,

• reaktancja jednostkowa toru L₂ = 0.4 Ω/km,

• zakłócenie reaktancji systemu Z = 2 %.

a)jeden tor linii otwarty

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

b)dwa tory linii zamknięte

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

3. Przyjmujemy:

• reaktancja jednostkowa toru L₁ = 0.6 Ω/km,

• reaktancja jednostkowa toru L₂ = 0.1 Ω/km,

• zakłócenie reaktancji systemu Z = 0 %.

a)jeden tor linii otwarty

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

b)dwa tory linii zamknięte

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

4. Przyjmujemy:

• reaktancja jednostkowa toru L₁ = 0.6 Ω/km,

• reaktancja jednostkowa toru L₂ = 0.1 Ω/km,

• zakłócenie reaktancji systemu Z = 2 %.

a)jeden tor linii otwarty

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

b)dwa tory linii zamknięte

δ(t) P(t)

ω(t) Q(t)

Wnioski:

W przypadku z odłączoną linia L₂ można zauważyć, że wzrost wprowadzanego zakłócenia nieznacznie wpływa na zmianę wartości minimalnych i maksymalnych kąta δ. Wraz ze wzrostem Z wartości minimalne obu mocy maleją (podobnie jak i wartość maks. mocy biernej), zaś wartość maksymalna mocy czynnej rośnie. W drugim przypadku (z dołączoną linią L₂) wartości minimalne i maksymalne mocy maleją wraz ze wzrostem wprowadzanego zakłócenia.

Z otrzymanych wykresów wywnioskowaliśmy, że przy maksymalnej wartości kąta δ moc czynna osiąga wartość maksymalną zaś bierna minimalną. W przypadku minimalnej wartości δ sytuacja jest odwrotna.

Na podstawie ostatniego punktu pomiarów możemy stwierdzić, że wzrost reaktancji układu powoduje zwiększenie się amplitudy przebiegu kąta delta w funkcji czasu. Jego wartość minimalna zmienia się nieznacznie w odróżnieniu od wartości maksymalnej. Generator synchroniczny nie wypada z synchronizmu dla kątów delta mniejszych od 90 stopni.

L₂

L₁

G

T_b

T_S

S

---