ПОМОЩЬ ЭЛЕКТРИКАМ

Расчетно-графическая работа по дисциплине «Электромагнитные электромеханические переходные процессы»

Здравствуйте уважаемые посетители сайта Помощь электрикам! Сегодня рассмотрим расчетно-графическую
работу для студентов обучающихся по образовательным программам 6В07101-по дисциплине «Электромагнитные электромеханические переходные процессы» и содержит задания, методические указания к
выполнению РГР, а также список необходимой литературы.

Рецензент:

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества
«Алматинский университет энергетики и связи имени Г. Даукеева на 2022 г.

©НАО Алматинский университет энергетики и связи имени
Гумарбека Даукеева, 2022 г.

Содержание
2

Введение...........................................................................4
1 Методические рекомендации................................................5
2 Расчетно-графическая работа No1 Расчет токов коротких
замыканий................................................................................. 6
3 Расчетно-графическая работа No2 Расчет статистической
устойчивости электроэнергетической системы..................................... 16
3 Расчетно-графическая работа No3 Анализ динамической устойчивости
электроэнергетической системы ..................................................... 20
Список литературы .................................................. .......... 24

Введение
Методические указания предназначены для использования студентами

получающих степень бакалавра при выполнении ими расчетно-графического
задания по дисциплине «Переходные процессы в электроэнергетике»
разделов расчетов токов короткого замыкания, исследование статической и
динамической устойчивости системы.
Методические указания включают три расчетно-графических заданий
(РГР). РГР-1 включает в себя методы расчета токов симметричных и
несимметричных КЗ в заданных электроэнергетических системах (см. рис.
2.1...2.4) напряжением свыше 1 кВ.
Для расчета токов КЗ необходимы параметры элементов электрической
сети: ЛЭП, трансформаторов, автотрансформаторов, токоограничивающих
реакторов, а также параметры источников тока КЗ: синхронных генераторов,
асинхронных/синхронных двигателей. В табл. 1.3 приведены данные,
необходимые для расчета токов КЗ.
РГР-2 включает в себя анализ статической устойчивости заданной
системы (см. рис. 3.1....3.4).
Для анализа статической устойчивости необходимо рассчитать
параметры электрической сети, составить характеристическое уравнение с
построением графика зависимости Р=f(σ) и определить аналитические
выражения его коэффициентов.
Статическая устойчивость простейшей системы - любая точка на
возрастающей части характеристики мощности генератора отвечает
статически устойчивым режимам и, наоборот, все точки падающей части
характеристики – статически неустойчивым.
РГР-3 - включает в себя анализ динамической устойчивости заданной
системы (см. рис. 4.1....4.4).
Для анализа динамической устойчивости необходимо рассчитать
параметры электрической сети (при отключении одной линии и при
внезапном коротком замыкании), составить характеристическое уравнение с
построением графика зависимости Р=f(σ) и определить аналитические
выражения его коэффициентов.

1 Методические рекомендации
1.1 Общие сведения
Ток в процессе короткого замыкания не остаётся постоянным, а

изменяется, т.е., ток, увеличившийся в первый момент времени, затухает до
некоторого значения, а затем под действием автоматического регулятора
возбуждения (АРВ) достигает установившегося значения. Промежуток
времени, в течение которого происходит изменение значения тока КЗ,
определяет продолжительность переходного процесса. После того как
изменение значения тока прекращается, до момента отключения КЗ
продолжается установившийся режим КЗ.
Из-за наличия в сети индуктивных сопротивлений, препятствующих
мгновенному изменению тока при возникновении КЗ, значение тока нагрузки
iн не изменяется скачком, а нарастает по определённому закону от
нормального до аварийного значения. Для упрощения расчёта и анализа ток,
проходящий во время переходного процесса КЗ, рассматривают как
состоящий из двух составляющих: апериодической и периодической.
Апериодической называется постоянная по знаку составляющая тока iа,
которая возникает в первый момент КЗ и сравнительно быстро затухает до
нуля.
Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени Iпo
называется начальным током КЗ. Начальный ток КЗ называют также
сверхпереходным iп, так как для его определения в схему замещения вводятся
сверхпереходные сопротивления генератора и ЭДС .
Установившимся называется периодический ток КЗ после окончания
переходного процесса, обусловленного затуханием апериодической
составляющей и действием АРВ.
В сетях, питающихся от генератора или энергосистемы ограниченной
мощности, напряжение на шинах в процессе КЗ изменяется в значительных
пределах, вследствие чего значения начального и установившегося токов не
равны. Однако и в этом случае для расчётов релейной защиты можно
использовать начальное значение тока КЗ. Это не приводит к большой
погрешности, поскольку, как показывает опыт эксплуатации, на значение
установившегося тока КЗ значительно большее влияние, чем на значение
начального тока, оказывают увеличение переходного сопротивления в месте
повреждения, токи нагрузки и другие факторы, не учитываемые обычно при
расчёте токов КЗ.
1.2 Указания по выбору вариантов задания
РГР-1,2,и 3 выполняется каждым студентом индивидуально в
соответствии с заданным вариантом. Номер варианта выбирается по первой
букве фамилии студента таблица 2.1и по последней цифре номера зачетной
книжки из таблиц 2.2 ,2.3 для выполнения РГР-1, из таблицы 3.1 для
выполнения РГР-2 и таблицы 4.1 для выполнения РГР-3
Таблица 2.1 Выбор варианта
П е р в а я б у к в а
фамилии студента

А, Д, М, С, Ф,
О, Я

Б, Г, З, Л, У,
Х, Э

В, Е, И, Н, Т, Ы,
Ц, Ш

Ə, Ж, К, Р, П,
Ю, Ч

РГР-1

2. Задание на выполнение расчетно-графического задания No1
Расчет токов короткого замыкания
а) составить схему замещения и определить начальное (для заданного
времени) значение периодической слагающей тока трехфазного кз в точке
«К» расчетной схемы (рис. 2.1 ... 2.4), распределение тока трехфазного кз по
ветвям расчетной схемы. Расчет провести с помощью программ на ПК;
б) Определить сверхпереходной ток несимметричного кз в точке «К»
расчетной схемы (рис. 2.1... 2.4).

Рисунок 2.1 Расчетная схема Рисунок 2.2 Расчетная схема

Рисунок 2.3 Расчетная схема Рисунок 2.4 Расчетная схема
Варианты 01....10
рисунок 2.1

11...20
рисунок 2.2

21...30
рисунок 2.3

31...40
рисунок 2.4

РГР-2

Варианты 01....10
рисунок 8.1

11...20
рисунок 8.2

21...30
рисунок 8.3

31...40
рисунок 8.4

РГР-3

Варианты 01....10
рисунок 9.1

11...20
рисунок 9.2

21...30
рисунок 9.3

31...40
рисунок 9.4

Таблица 2.2 Варианты заданий
No
вари
анта

Генератор T1 T2 T3 T4
Sн,
МВ
А
X//d
, Ом
сos
φ
Uн,
кВ
n Sн,
МВА
uк
,
%
kтт Sн,
МВА
uк
,
%
n Sн,
МВА
uк
,
%
n Sн,
МВА
uк
,
%
n
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
01. 75 0.14
6
0,8
5
10,5 3 80 10
,5
115/
10,5
80 10
,5
115/
10,5
25 10
,5
115/
11
25 10
,5
115/1
1

02. 176.
5
0.21
3
0,8 18 3 200 10
,5
121/1
8
200 10
,5
121/1
8
40 10
,5
115/
11
40 10
,5
115/1
1

03. 235 0.19 0,8 15,7
5
3 250 10
,5
124/15
,75
250 10
,5
124/15
,75
63 10
,5
115/
10,5
63 10
,5
115/1
0,5

04. 353 0.17
3
0,8
5
20 3 400 10
,5
121/20 400 10
,5
121/20 80 10
,5
115/
10,5
80 10
,5
115/1
0,5

05. 125 0.21
4
0,8
5
13,8 3 125 11 121/13
,8
125 11 121/13
,8
100 10
,5
115/
10,5
100 10
,5
115/1
0,5

06. 170 0.21 0,8
5
18 3 200 11 124/18 200 11 124/18 125 10
,5
115/
10,5
125 10
,5
115/1
0,5

07. 120 0.2 0,8
5
13,8 3 125 10
,5
121/13
,8
125 10
,5
121/13
,8
160 10
,5
115/
10,5
160 10
,5
115/1
0,5

08. 235 0.19 0,8
5
15,7
5
3 250 11 121/15
,75
250 11 121/15
,75
250 10
,5
115/
10,5
250 10
,5
115/1
0,5

09. 353 0.18 0,8
5
20 3 400 11 121/20 400 11 121/20 400 10
,5
115/
10,5
400 10
,5
115/1
0,5

10. 75 0.14
5
0,9 10,5 3 80 10
,5
115/10
,5
80 10
,5
115/
10,5
200 10
,5
115/
10,5
200 10
,5
115/1
0,5

11 176 0.21 0,8
5
18 2 - - - - - - 25 10
,5
115/
11
25 10
,5
115/1
1

12. 235 0.19
5
0,8
5
15,7
5
2 - - - - - - 40 10
,5
115/
11
40 10
,5
115/1
1

13. 353 0.17 0,8
5
20 2 - - - - - - 63 10
,5
115/
10,5
63 10
,5
115/1
0,5

14. 125 0.21 0,8
5
10,5 2 - - - - - - 80 10
,5
115/
10,5
80 10
,5
115/1
0,5

15. 170 021
4
0,8 18 2 - - - - - - 100 10
,5
115/
10,5
100 10
,5
115/1
0,5

16. 120 0.2 0,8 10,5 2 - - - - - - 125 10
,5
115/
10,5
125 10
,5
115/1
0,5

17. 120 0.21
2
0,8
5
10,5 2 - - - - - - 160 10
,5
115/
10,5
160 10
,5
115/1
0,5

18. 235 0.19 0,8
5
15,7
5
2 - - - - - - 250 10
,5
115/
10,5
250 10
,5
115/1
0,5

19. 353 0.18 0,8
5
20 2 - - - - - - 400 10
,5
115/
10,5
400 10
,5
115/1
0,5

20. 75 0.14
6
0,9 10,5 2 - - - - - - 200 10
,5
115/
10,5
200 10
,5
115/1
0,5

21. 170 0.21 0,9 18 3 - - - - - - 25 10
,5
115/
11
25 10
,5
115/1
1

22. 78.7
5
0.13
9
0,9 10.5 3 - - - - - - 40 10
,5
115/
11
40 10
,5
115/1
1

23. 235 0.18
1
0,9 15.7
5
3 - - - - - - 63 10
,5
115/
10,5
63 10
,5
115/1
0,5

24 235 0.18
1
0,9 15 3 - - - - - - 80 10
,5
115/
10,5
80 10
,5
115/1
0,5

Продолжение таблицы 2.2

Таблица 2.3 Варианты заданий
25. 353 0.19 0,8
5
20 3 - - - - - - 100 10
,5
115/
10,5
100 10
,5
115/1
0,5

26. 120 0.2 0,8
5
10.5 3 - - - - - - 125 10
,5
115/
10,5
125 10
,5
115/1
0,5

27. 230 15.7
5
0,8 0.18 3 - - - - - - 160 10
,5
115/
10,5
160 10
,5
115/1
0,5

28. 78 0.14 0,8
5
10.5 3 - - - - - - 250 10
,5
115/
10,5
250 10
,5
115/1
0,5

29. 125 0.22 0.8
5
10.5 3 - - - - - - 400 10
,5
115/
10,5
400 10
,5
115/1
0,5

30. 170 0.21
5
0,8 18 3 - - - - - - 200 10
,5
115/
10,5
200 10
,5
115/1
0,5

31. 78.5 0.14 0,8
5
10.5 2 80 10
,5
115/
10,5

- - - 25 10
,5
115/
11
25 10
,5
115/
11

32. 235 0.18 0.8
5
15.7
5
2 200 10
,5
121/1
8
- - - 40 10
,5
115/
11
40 10
,5
115/
11

33. 235 0.18 0,8 15 2 250 10
,5
124/15
,75
- - - 63 10
,5
115/
10,5
63 10
,5
115/1
0,5

34. 353 0.19
5
0,8
5
20 2 400 10
,5
121/
20
- - - 80 10
,5
115/
10,5
80 10
,5
115/1
0,5

35. 120 0.21
2
0.8
5
10.5 2 125 11 121/
13,8

- - - 100 10
,5
115/
10,5
100 10
,5
115/1
0,5

36. 230 0.18 0,8 15.7
5
2 200 11 124/
18
- - - 125 10
,5
115/
10,5
125 10
,5
115/1
0,5

37 78 0.145 0,8
5
10.5 2 125 10
,5
121/13
,8
- - - 160 10
,5
115/
10,5
160 10
,5
115/1
0,5

38. 125 0.22 0.8
5
10.5 2 250 11 121/15
,75
- - - 250 10
,5
115/
10,5
250 10
,5
115/1
0,5

39. 230 0.185 0,8 15.7
5
2 400 11 121/20 - - - 25 10
,5
115/
11
25 10
,5
115/1
1

40 170 0.125 0,8
5
18 2 80 10
,5
115/10
,5
- - - 40 10
,5
115/
11
40 10
,5
115/1
1

No
вари
анта

LR1 LR2 W
1,
к
м
W2
,
км
W
3,
к
м
AT1 AT2 GS То
чка
кз
Ta,
сек
t,
сек

Uн,
кВ
Iн,
кA
X,
Ом
Uн,
кВ
Iн,
кA
X,
Ом

Sн,
МВA
Uн,
кВ
Sн,
МВA
Uн, кВ Sн,
МВA
X(с)
н,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
01. 10,
5
1,1 0,3
6
10,5 1,1 0,3
6
60 85 10
0
- - - - 2000 0,8 К2 0,0
4
0

02. 18 1,4 0,3
9
18 1,4 0,3
9
10
0
80 65 - - - - 2500 0,8
5
К4 0,1
8
0,07

03. 15,
75
1,2 0,3
8
15,7
5
1,2 0,3
8
95 90 90 - - - - 3000 0,9 К5 0,1
7
0,08

04. 20 1,0 0,3
5
20 1,0 0,3
5
11
0
75 60 - - - - 7000 0,9 К1 0,1
6
0,09

05. 13,
8
1,6 0,2 13,8 1,6 0,2 10
5
86 85 - - - - 8000 1,0 К3 0,1
5
0,1

06. 18 1,4 1,3
8
18 1,4 1,3
8
96 10
2
70 - - - - 9000 1,1 К4 0,1
35
0,13

07. 13,
8
1,1 0,3
6
13,8 1,1 0,3
6
76 60 55 - - - - 4000 0,9 К1 0,1
75
0,07

08. 15,
75
1,4 0,3
9
15,7
5
1,4 0,3
9
11
0
90 48 - - - - 5000 0,8 К2 0,1
9
0,16

09. 20 1,2 0,3
8
20 1,2 0,3
8
14
0
110 72 - - - - 2000 0,9 К5 0,0
4
0

Продолжение таблицы 2.3
10. 10,
5
1,0 0,2
8
10,5 1,0 0,2
8
14
2
115 68 - - - - 9000 1,4 К3 0,1
8
0,07

11 10,
5
1,6 0,1
4
10,5 1,6 0,1
4
11
5
88 52 160 121/1
0,.5
- - 1000
0
1,4 К1 0,1
7
0,08

12. 18 1,2 0,3
8
18 1,2 0,3
8
11
5
87 40 125 121/1
8
- - 8000 1,5 К5 0,1
6
0,09

13. 15,
75
1,1 0,3
6
15,7
5
1,1 0,3
6
11
8
68 62 40 121/1
5,75
- - 2000 0,8 К3 0,1
5
0,1

14. 20 1,4 0,3
9
20 1,4 0,3
9
94 10
1
58 40 121/2
0
- - 3000 0,9 К4 0,1
35
0,13

15. 13,
8
1,2 0,3
8
13,8 1,2 0,3
8
15
0
10
5
44 63 121/1
3,8
- - 7000 0,9 К2 0,1
75
0,07

16. 18 1,1 0,3
6
18 1,1 0,3
6
12
5
10
8
76 100 121/1
8
- - 8000 1,0 К5 0,1
9
0,16

17. 13,
8
1,4 0,3
9
13,8 1,4 0,3
9
15
6
10
6
82 125 121/1
3,8
- - 9000 1,1 К1 0,0
4
0

18. 15,
75
1,2 0,3
8
15,7
5
1,2 0,3
8
16
0
14
5
56 200 121/1
5,75
- - 1000
0
1,2 К4 0,1
8
0,07

19. 20 1,1 0,3
6
20 1,1 0,3
6
12
5
10
6
74 63 121/2
0
- - 4000 0,9 К3 0,1
7
0,08

20. 10,
5
1,4 0,3
9
10,5 1,4 0,3
9
10
7
95 63 63 121/1
0,5
- - 5000 0,8 К2 0,0
4
0

21. 10,
5
1,2 0,3
8
10,5 1,2 0,3
8
16
5
10
4
54 40 121/1
0,5

2000 0,9 К1 0,1
8
0,07

22. 18 1,1 0,3
6
18 1,1 0,3
6
12
8
78 65 160 121/1
8
160 121/18 9000 1,0 К4 0,1
7
0,08

23. 15,
75
1,4 0,3
9
15,7
5
1,4 0,3
9
12
0
10
6
90 125 121/1
5,75
125 121/15
,75
1000
0
1,4 К3 0,1
6
0,09

24 20 1,2 0,3
8
20 1,2 0,3
8
10
8
88 60 40 121/2
0
40 121/20 8000 1,5 К5 0,1
5
0,1

25. 13,
8
1,1 0,3
6
13,8 1,1 0,3
6
10
3
89 85 40 121/1
3,8
40 121/13
,8
2000 0,8 К2 0,1
35
0,13

26. 18 1,4 0,3
9
18 1,4 0,3
9
12
1
80 70 125 121/1
8
125 121/18 1000
0
1,2 К3 0,1
75
0,07

27. 13,
8
1,2 0,3
8
13,8 1,2 0,3
8
10
4
92 55 63 121/1
3,8
63 121/13
,8
2000 0,8 К1 0,1
9
0,16

28. 15,
75
1,1 0,3
6
15,7
5
1,1 0,3
6
96 10
2
48 40 121/1
5,75
40 121/15
,75
2500 0,8
5
К2 0,0
4
0

29. 20 1,2 0,3
8
20 1,2 0,3
8
11
0
95 72 40 121/2
0
40 121/20 3000 0,9 К4 0,1
8
0,07

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
30. 10,
5
1,1 0,3
6
10,
5
1,
1
0,3
6
60 85 65 40 121/10,.
5
40 121/10
,.5
2000 0,8 К5 0,0
4
0

31. 18 1,4 0,3
9
18 1,
4
0,3
9
100 80 90 - - - - 2500 0,8
5
К4 0,1
8
0,0
7

32. 15,
75
1,2 0,3
8
15,
75
1,
2
0,3
8
95 90 60 - - - - 3000 0,9 К2 0,1
7
0,0
8

33. 20 1,0 0,3
5
20 1,
0
0,3
5
110 75 85 - - - - 7000 0,9 К5 0,1
6
0,0
9

34. 13,
8
1,6 0,2 13,
8
1,
6
0,2 105 86 70 - - - - 8000 1,0 К3 0,1
5
0,1

35. 18 1,4 1,3
8
18 1,
4
1,3
8
96 102 55 - - - - 9000 1,1 К4 0,1
35
0,1
3

36. 13,
8
1,1 0,3
6
13,
8
1,
1
0,3
6
76 60 48 - - - - 4000 0,9 К1 0,1
75
0,0
7

37 15,
75
1,4 0,3
9
15,
75
1,
4
0,3
9
110 90 72 - - - - 5000 0,8 К4 0,1
9
0,1
6

38 20 1,2 0,3
8
20 1,
2
0,3
8
140 110 68 - - - - 2000 0,9 К5 0,0
4
0

39 10,
5
1,0 0,2
8
10,
5
1,
0
0,2
8
142 115 52 - - - - 9000 1,4 К2 0,1
8
0,0
7

40 10,
5
1,6 0,1
4
10,
5
1,
6
0,1
4
115 88 40 - - - - 1000
0
1,4 К3 0,1
7
0,0
8

Обозначения, принятые в заданиях
G – синхронный генератор;
T – трансформатор;
LR1 и LR2 – реактор секционный;
W – линия электропередачи;
С – система. За систему принимается самая удаленная от точки К.З.
часть электроэнергетической системы на исходной расчетной схеме;
Sн – номинальная мощность, МВ·А;
Uн – номинальное напряжение, кВ;
Uк – напряжение короткого замыкания трансформатора, %
Iн – номинальный ток, А;
n – коэффициент трансформации трансформатора связи, задан
отношением напряжений высшего (ВН) к низшему(НН), кВ/кВ;
X//d – сверхпереходное индуктивное сопротивление синхронного
генератора по продольной оси, о.е.;
Xс(н) – номинальное индуктивное сопротивление системы, о.е.;
X – индуктивное сопротивление реактора, Ом;
Xуд – удельное индуктивное сопротивление линии электропередачи, Ом/
км;
l – длина линии электропередачи, км;
Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока
К.З., с;
tсек – время, отсчитываемое от начала К.З., с;
К – точка короткого замыкания (К.З.)
2.1 Краткое теоретическое описание и примеры расчета
2.1.1 Составление эквивалентной схемы замещения.
При проектировании и эксплуатации электрических установок и систем
для решения многих технических вопросов и задач требуется предварительно
произвести ряд расчетов, среди которых заметное место занимают расчеты
электромагнитных переходных процессов и, в частности, процессов при
внезапном коротком замыкании.
Под расчетом электромагнитного переходного процесса обычно
понимают вычисление токов и напряжений в рассматриваемой схеме при
заданных условиях. В зависимости от назначения такого расчета находят
указанные величины для заданного момента времени или находят их
изменения в течение всего переходного процесса. При этом решение обычно
проводится для одной или нескольких ветвей и точек схемы.
Схемой замещения называют электрическую схему,
соответствующую по исходным данным расчетной схеме , но в которой
все трансформаторные ( магнитные ) связи заменены электрическими. С
учетом основных допущений элементы системы электроснабжения ,
связывающие источники питания с местом КЗ, вводятся в схему

замещения сопротивлениями, а источники – сопротивлениями и ЭДС.
Сопротивления и ЭДС схемы замещения должны быть приведены
к одной ступени напряжения, принятой за основную. В практических
расчетах за основную часто принимают ступень, где расположена точка
КЗ.
Схема замещения составляется на основе расчетной схемы
электрической системы. При расчете симметричных режимов достаточно
составить схему замещения прямой последовательности.
При расчете несимметричных режимов составляют три однолинейных
схемы замещения: прямой, обратной и нулевой последовательностей. Каждое
сопротивление элемента схемы замещения обозначается в виде дроби - в
числителе указывается порядковый номер сопротивления элемента, в
знаменателе - величина сопротивления.
При сворачивании схемы замещения следует приводить все
промежуточные схемы преобразования, обозначая новые сопротивления
возрастающими порядковыми номерами.
2.2.2 Расчет параметров элементов эквивалентной схемы
замещения.
Сопротивления и ЭДС схемы замещения должны быть приведены к
одной ступени напряжения, принятой за основную. В практических
расчетах за основную часто принимают ступень, где расположена точка КЗ.
В практических расчетах часто выполняют приближенное
приведение, позволяющее быстрее и проще получить приближенную
схему замещения.
Электрические параметры различных элементов схемы замещения
ЭЭС для начального момента времени КЗ определяются по паспортным
(каталожным) значениям параметров, которые должны быть заданы или
которыми можно задаться.
Они определяются для следующих элементов ЭЭС:
1. Для синхронных генераторов G и компенсаторов GС, синхронных
электродвигателей М:

где хd// – сверхпереходное индуктивное сопротивление синхронной
машины (генераторов, компенсаторов и синхронных электродвигателей) в
относительных единицах при номинальных условиях, Ом ;
Sном - номинальная мощность синхронной машины (генераторов,
компенсаторов и синхронных электродвигателей) в относительных
единицах при номинальных условиях, кВА.
2. Для электроэнергетической системы GS:
хG.GC.M = Хd · Sб
Sном.
, о . е . (2.1)

или

где x1, GS – сопротивление системы токам прямой
последовательности в относительных единицах при мощности системы ,
равной SGS, Ом;
Sкз – мощность короткого замыкания от системы GS, МВА.
3. При заданной мощности КЗ Sк в узле присоединения GS
необходимо определить результирующее сопротивление всей схемы x∑
относительно узла , в котором задана мощность Sк:

где Sк – мощность короткого замыкания от системы GS, МВА
Для системы бесконечной мощности принимаем хб. сис =0

Iпо – начальное значение периодической составляющей аварийного
тока в момент возникновения КЗ ( t = 0).
При этом величина хGS ( рис. 2.6) является составляющей

Рисунок 2.6. Схема замещения ЭЭС

результирующего сопротивления х∑ , определяемого по выражению (2.3 ) ,
и может быть рассчитана при заданном значении сопротивления
остальных элементов ЭЭС по выражению:

или
хG.GC.M = Хd · Sб
SGS.
, о . е . (2.2)

XGS = Sб
Sкз.
, о . е . (2.2, а)

Х∑ = Sб
Sкз
, о . е . (2.3)

Sкз = 3 · Uср · Iпо, МВА

Х∑ = ХGS · ХSрез
ХGS + ХSрез

, о . е . (2.4)

ХGS = Х∑ · ХSрез
Х∑ − ХSрез

, о . е . (2.4, а)

4. Для двухобмоточных трансформаторов (Т);

где uк - напряжение короткого замыкания двухобмоточного
трансформатора, %;
Sт. ном. – номинальная мощность трансформатора, МВА.
5. Для двухобмоточных трансформаторов с расщепленными
обмотками:

низшего напряжения на две (схема замещения трехлучевой звезды)

где u % - напряжение КЗ трансформатора пары обмоток высшего и
низшего
напряжений, %;
хв - сопротивление обмотки высшего напряжения;
хн1 = хн2 - сопротивления обмоток низшего напряжения.
6. Трехобмоточный трансформатор или автотрансформатор(Т, АТ):

где uкВ % , uкВС %, uкН % - напряжение короткого замыкания обмотки
высокого напряжения, среднего и низкого соответственно.
Напряжение короткого замыкания обмотки высокого напряжения
определяется из выражения:
uкВ% = 0,5(uкВ-С + uкВ-Н - uкС-Н ), % (2.7,а)

Хтр = uк%
100 · Sб
Sном.тр
, о . е . (2.5)

Хтр = uк(ВН)
%
100 · Sб
Sном.тр
, о . е . (2.6)

Хтр(ВН) = 0,125 · Хтр, о . е . (2.6, а)

Хтр(НН1) = Хтр(НН2) = 1,75 · Хтр(ВН)

, о . е . (2.6, б )

Хб.В = uкВ%
100 · Sб
Sном
Хб.С = uкС%
100 · Sб
Sном
Хб.Н = uкН%
100 · Sб
Sном
, о . е (2.7)

Напряжение короткого замыкания обмотки среднего напряжения
определяется из выражения:
uкВ% = 0,5(uкВ-С + uкС-Н - uкВ-Н ), % (2.7,б)
Напряжение короткого замыкания обмотки низкого напряжения
определяется из выражения:
uкВ% = 0,5(uкВ-Н + uкС-Н - uкВ-С )%
(2.7,в)
Если напряжение КЗ какой-либо из обмоток получается равным нулю
или меньше нуля, то сопротивление соответствующей обмотки
трансформатора принимается равным нулю.
7. Для реактора (LR или Р):

где Uср.р - среднее напряжение ступени, на которой установлен реактор,
кВ;
U ном. реак - номинальное напряжение реактора, кВ;
хреак – сопротивление реактора в %;
Iб – базисный ток, кА;
I ном.реак –номинальный ток реактора, кА.
8. Для воздушных линий электропередачи (W):

где худ –удельное индуктивное сопротивление провода, Ом/км;
l - протяженность линии, км.
9. Для кабельных линий электропередачи:

где Rуд и Худ. - удельные активное и индуктивное сопротивления токам
прямой последовательности, Ом/км;
l - длина линии, км;
Uб - базисное напряжение на ступени напряжения рассматриваемой
кабельной линии.
10. Для нагрузки (Н):
Хб.р = Хреак.
%
100 · Iб
Iном.реак.
·
Uном.реак.
Uср.реак

, о . е . (2.8)

Хб.ВЛ = Худ. · · Sб
U2
б
, о . е . (2.9)

ZКЛ = (Rуд + jХуд) · ·
Sб
U2
б
, о . е . (2.10)

где хнагр - индуктивное сопротивление нагрузки в момент
возникновения КЗ, о.е (принимается из таблицы 2.5)
В схемах замещения за электрическими сопротивлениями источников
питания указываются электродвижущие силы. При отсутствии данных об
электродвижущих силах и во всех приближенных расчетах рекомендуется
принимать средние значения ЭДС, которые приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 Средние значения ЭДС в момент возникновения КЗ в
относительных единицах при номинальных условиях

Схемы замещения путем последовательных эквивалентных
преобразований приводятся к простейшим эквивалентным схемам
замещения: эквивалентный источник - эквивалентное сопротивление - узел
КЗ. При этом используются известные из курса теоретических основ
электротехники способы эквивалентного преобразования схем.
Таблица 2.5. Средние относительные значения Е' и х'
Хб.ВЛ = Хнаг. · Sб
Sном.нагр.

, о . е . (2.11)

Наименование элементов ЭЭС ЭДС, о.е.
электроэнергетических систем GS 1,0
турбогенераторов мощностью до 100 МВт 1,08
турбогенераторов мощностью 100-500 МВт 1,13
гидрогенераторов с демпферными обмотками 1,13
синхронных компенсаторов 1 ,20
синхронных электродвигателей 1,1
асинхронных электродвигателей 0,9
обобщенной нагрузки 0,85

Наименование элемента Е' х'
Гидрогенератор с демпферной обмоткой 1,13 0,2
Гидрогенератор без демпферной обмотки 1,18 0,27
Турбогенератор мощностью до 100 МВт 1,08 0,125
Турбогенератор мощностью 100-500 МВт 1,13 0,2
Синхронный компенсатор 1,2 0,2
Синхронный двигатель 1,1 0,2
Асинхронный двигатель 0,9 0,2
Обобщенная нагрузка 0,85 0,35

3. Методические указания для выполнения расчетно-графического
задания No2 Расчет статистической устойчивость электроэнергетической
системы
Задание на выполнение расчетно-графического задания No2
Рассчитать статистическую устойчивость заданной
электроэнергетической системы (рис. 3.1.....3.4):
а) с учетом и без учета явнополюсности машины;
б) снабжёнными автоматическими регуляторами возбуждения (АРВ)
пропорционального типа;
в) при установке на генераторах АВР пропорционального действия.
г) при установке на генераторах АРВ сильного действия.
Исходные данные: Расчетно-графическое задание выполняется каждым
студентом индивидуально в соответствии с заданным вариантом. Номер
варианта выбирается по первой букве фамилии (таблица 2.1) и последней
цифре зачетной книжки из таблицы 3.1.

Рисунок 3.1 - Расчетная схема

Рисунок 3.2 - Расчетная схема

Рисунок 3.3 - Расчетная схема

Рисунок 3.4 - Расчетная схема

Таблица 3.1 Варианты заданий

Продолжение таблицы 3.1
No
вари
анта

Генератор T1/АТ1 T2/АТ2 ВЛ Нагр
узка Sн,
МВ
А
X//
d ,
Ом
сos
φ
Uн,
кВ
n Sн,
МВ
А
uк,
%
kтт Sн,
МВ
А
uк,
%
n РВЛ,
МВт
co
sφ
Sн,
МВА
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
01 75 0.1
46
0,8
5
10,
5
3 80 10,
5
115/1
0,5
- - - 65 0,8 40+j
21

02 176
.5
0.2
13
0,8 18 3 200 10,
5
121/1
8
- - - 150 0,7
8
120
+j72 03 235 0.1

9
0,8 15,
75
3 250 10,
5
124/1
5,75
- - - 220 0,8
3
180+j
108

04 353 0.1
73
0,8
5
20 3 400 10,
5
121/2
0
- - - 80 0,8
5
60+j
42

05 125 0.2
14
0,8
5
13,
8
3 125 11 121/1
3,8
- - - 110 0,8
3
80+j
52

06 170 0.2
1
0,8
5
18 3 200 11 124/1
8
- - - 145 0,8
2
110
+j79 07 120 0.2 0,8

5
13,
8
3 125 10,
5
121/1
3,8
- - - 90 0,8
1
65+j
32

08 235 0.1
9
0,8
5
15,
75
3 250 11 121/1
5,75
- - - 210 0,8
7
145
+j87 09 353 0.1

8
0,8
5
20 3 400 11 121/2
0
- - - 320 0,8 240+j
140

10 75 0.1
45
0,9 10,
5
3 80 10,
5
115/1
0,5
- - - 55 0,7
9
35+j
18

11 176 0.2
1
0,8
5
18 2 200 10,
5
115/1
0,5
200 10,
5
115/1
0,5
130 0,7
8
100
+j68 12 235 0.1

95
0,8
5
15,
75
2 250 10,
5
115/1
0,5
250 10,
5
115/1
0,5
180 0,8
5
90+j
62

13 353 0.1
7
0,8
5
20 2 400 10,
5
115/1
0,5
400 10,
5
115/1
0,5
250 0,8
4
140+j
108

14 125 0.2
1
0,8
5
10,
5
2 125 10,
5
115/1
0,5
125 10,
5
115/1
0,5
86 0,8
2
50+j
32

15 170 021
4
0,8 18 2 200 10,
5
115/1
0,5
200 10,
5
115/1
0,5
145 0,8 80+j
51

16 120 0.2 0,8 10,
5
2 125 10,
5
115/1
0,5
125 10,
5
115/1
0,5
82 0,8
1
55+j
33

17 120 0.2
12
0,8
5
10,
5
2 125 10,
5
115/1
0,5
125 10,
5
115/1
0,5
78 0,8
3
60+j
36

18 235 0.1
9
0,8
5
15,
75
2 250 10,
5
115/1
0,5
250 10,
5
115/1
0,5
200 0,8 130
+j85 19 353 0.1

8
0,8
5
20 2 400 10,
5
115/1
0,5
400 10,
5
115/1
0,5
310 0,7
8
240+j
165

20 75 0.1
46
0,9 10,
5
2 80 10,
5
115/1
0,5
80 10,
5
115/1
0,5
50 0,8 20+j
15

21 170 0.2
1
0,9 18 3 160 10,
5
115/1
0,5
- - - 125 0,8
3
60+j
42

22 78.
75
0.1
39
0,9 10.
5
3 100 10,
5
115/1
0,5
- - - 48 0,8 23+j
13

23 235 0.1
81
0,9 15.
75
3 250 10,
5
115/1
0,5
- - - 205 0,8
5
105
+j65 24 235 0.1

81
0,9 15 3 250 10,
5
115/1
0,5
- - - 185 0,8
3
125
+j78 25 353 0.1

9
0,8
5
20 3 400 10,
5
115/1
0,5
- - - 280 0,8
1
148
+j92 26 120 0.2 0,8

5
10.
5
3 160 10,
5
115/1
0,5
- - - 78 0,8 55+j
40

27 230 15.
75
0,8 0.1
8
3 250 10,
5
115/1
0,5
- - - 190 0,7
8
115
+j71 28 78 0.1

4
0,8
5
10.
5
3 80 10,
5
115/1
0,5
- - - 45 0,8 30+j
18

29 125 0.2
2
0.8
5
10.
5
3 125 10,
5
115/1
0,5
- - - 105 0,8
5
90+j
61

30 170 0.215 0,8 18 3 200 10,5 115/1
0,5
- - - 135 0,8 78+j
49

31 78.
5
0.14 0,85 10.
5
2 80 10,5 115/1
0,5
80 10,
5
115/10
,5
38 0,7
8
25+j
19

32 235 0,18 0.85 15.
75
2 250 10,5 115/1
0,5
250 10,
5
115/10
,5
198 0,8
7
145+
j109 33 235 0,18 0,8 15 2 250 115/1

0,5
250 10,
5
115/10
,5
178 0,8 125+
j79 34 353 0,195 0,85 20 2 400 10,5 115/1

0,5
400 10,
5
115/10
,5
305 0,8
7
245+
j129 35 120 0,212 0.85 10.

5
2 125 10,5 115/1
0,5
125 10,
5
115/10
,5
84 0,8
3
55+
j39 36 230 0.18 0,8 15.

75
2 250 10,5 115/1
0,5
250 10,
5
115/10
,5
180 0,8
2
105+
j65 37 78 0.145 0,85 10.

5
2 80 10,5 115/1
0,5
80 10,
5
115/10
,5
58 0,8
4
45+
j29 38 125 0.22 0.85 10.

5
2 125 10,5 115/1
0,5
125 10,
5
115/10
,5
95 0,8 65+
j40 39 230 0.185 0,8 15.

75
2 250 10,5 115/1
0,5
250 10,
5
115/10
,5
180 0,8
5
115+
j70 40 170 0.125 0,85 18 2 200 10,5 115/1

0,5
200 10,
5
115/10
,5
125 0,8
3
95+
j58

4. Методические указания для выполнения расчетно-графического
з а д а н и я No 3 « А н а л и з д и н а м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и
электроэнергетической системы»
4.1 Задание на выполнение расчетно-графического задания No3
Расчетно-графическое задание выполняется каждым студентом
индивидуально в соответствии с заданным вариантом. Номер варианта
выбирается по первой букве фамилии (таблица 2.1) и последней цифре
зачетной книжки из таблицы 4.1.
Задание 1. Рассчитать динамическую устойчивость заданной
электроэнергетической системы:
а) при трехфазном КЗ на заданной линии при наличии АРВ
пропорционального типа на генераторах;
б) при двухфазном КЗ на землю на заданной линии при наличии АРВ
пропорционального типа на генераторах;
в) произвести расчет угловых характеристик мощности для нормального
режима;
г) произвести расчет угловых характеристик мощности для аварийного
режима;
Задание 2. Расчет динамической устойчивости электроэнергетической
системы от шин бесконечной мощности:
а) по правилу площадей;
б) по методу последовательных интервалов;

Рисунок 4.1 Расчетная схема

Рисунок 4.2 Расчетная схема

Рисунок 4.3 Расчетная схема

Рисунок 4.4 Расчетная схема