Моделирование трансформаторного оборудования для расчета установившихся и переходных процессов в электроэнергетических системах

• Автор: Николаев, Роман Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 231 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Моделирование фазоповоротного трансформатора, установленного в

энергосистеме Казахстана.

1.1 Введение.

1.2 Энергетическая обстановка в Казахстане

1.3 Расчет режима энергосистемы Казахстана и выбор оптимального угла

передачи

1.4 Угловая характеристика мощности простейшей электропередачи

1.5 Особенность фазоповоротного трансформатора при наличии шунтирующей

1.6 Технические характеристики трансформаторного комплекса

1.7 Уравнения, описывающие фазоповоротный трансформатор в фазной

системе координат.
1.8 Схемы замещения фазоповоротного комплекса.
1.9 Параметры схемы замещения прямой последовательности фазоповоротною
комплекса в зависимости от номера отпайки.
1. Регулирование напряжения и мощности с помощью фазоноворотного
комплекса.
1. Выводы.
Глава 2. Методика моделирования силового оборудования на основании совместного применении схем замещения электрической и магнитной цепей при
расчетах переходных процессов.
2.1. Введение.
2.2. Методика составления и расчета схем замещения магнитных цепей
трансформатора
2.3. Аналитический расчет параметров схемы замещения магнитной цени
трансформатора
2.4. Определение параметров схемы замещения магнитной цепи трансформатора
2.4.1 Общая информация .
2.4.2 Параметры нелинейных магнитных сопротивлений
2.4.3 Параметры линейных магнитных сопротивлений рассеяния
2.4.4 Параметры линейных магнитных сопротивлений боковых воздушных стержней . 2.5. Учет токов смешения в электромагнитной модели.
2.6. Методика совместного расчета системы уравнений, описывающих схему замещения электрической и магнитной цепей.
2.6.1 Общая информация
2.6.2 Методика составления системы уравнений, которая описывает схему замещения электрической цени трансформатора
2.6.3 Методика составления системы уравнений, которая описывает схему замещения магнитной цепи трансформатора
2.6.4 Описание алгоритма совместного расчета системы уравнений, которые записаны для схемы замещения электрической и магнитной цепей трансформатора.
2.7 Выводы
Глава 3. Методика моделирования гистерезиса.
3.1 Общие сведения
3.2. Моделирование статического гистерезиса.
3.2.1. Описание модели статического гистерезиса.
3.2.2. Определение параметров модели по экспериментальной петле гистерезиса
3.3. Моделирование динамического гистерезиса,.
3.3.1 Общие сведения
3.3.2. Потерн на вихревые токи
3.3.3. Магнитная вязкость.
3.4. Моделирования потерь в стали магии гопровода трансформат ора
различными способами
3.3.1. Общие сведения.
3.3.2 Влияние способа моделирования потерь в стали трансформатора на расчет броска тока намагничивания.
3.3.3 Влияние способа моделирования потерь в стали трансформатора на расчет тока
холостого хода.
3.5 Выводы
Глава 4. Разработка программного обеспечения для расчета электромагнитных переходных процессов в схемах замещения электрических и магнитных цепей
различной.конфигурации
4.1 Введение
Создание алгоритма.расчета переходных процессов в среде
4.2.1 Краткий обзор основных возможностей.
4.2.2 Особенности создания расчетного модуля
4.2.3 Алгоритм расчета, реализованный в срсдс
4.3 Создание графического интерфейса с использованием встроенных
возможностей i i Vii.
4.3.1 Краткий обзор основных возможностей.
4.3.2 Принцип создания ориентированного блока.
4.3.3 Алгоритм, реализованный в среде Vii
4.4 Выводы.
Глава 5. Моделирование фазоповоротного комплекса с помощью схем замещения
электрической и магннтнойщени.
5.1 Введение
5.2 Схемазамещения электрической и магнитной цепи фазоповоротного
комплексами определение ее параметров.
5.3 Режим холостого хода
5.4 Набор нагрузки фазоповоротным комплексом
5.5 Расчет.токов короткого замыкания
5.6 Выводы
Глава 6. Моделирование, расчеты и анализ броска.тока намагничивания при
включениях трансформаторов и автотрансформаторов
6.1 Введение
6.2 Теоретический расчет броска тока намагничивания трансформатора 6.3 Компьютерное моделирование броска тока при включении однофазного
автотрансформатора под напряжение.
6.4 Компьютерное моделирование броска тока при включении трезфазной группы однофазных автотрансформаторов под напряжение
6.4.1 Трехфазная коммутация автотрансформатора идеальный случай.
6.4.2 Коммутация автотрансформатора с разбросом включения фаз выключателя
6.5 Теоретический расчет тока трехфазного короткого замыкания
6.6 Параметры расчетной схемы, влияющие навеличину остаточной индукции в трансформаторе
6.7 Общие выводы но главе.
Глава 7. Резонансные явления в обмотках силового трансформатора
7.1 Введение
7.2 Амплитудночастотная характеристика моделируемого
автотрансформатора.
7.3 Аналитическое определение параметров переходного процесса в цепочечной схеме замещения длинной линии в различных расчетных режимах
7.3.1 Введение
7.3.2 Переходный процесс в линии электропередачи при включении ее под напряжсние
7.3.3 Переходный процесс в линии электропередачи при трехфазном коротком замыкании
7.4 Трехфазное включение автотрансформатора совместно с линией
электропередачи под напряжение.
7.5 Короткое замыкание вблизи автотрансформатора
7.6 Общие выводы
Основные выводы и результаты работы
Приложение
1. Схема и параметры схемы замещения автотрансформатора
Литература


ВЛ 0 кВ и, кроме того, отказ от параллельной работы не соответствует общей стратегии интеграции рынка электроэнергии стран СНГ. Таким образом, 2ой вариант исключается из рассмогрения. Предварительные расчеты электрических режимов показали см. ВЛ 0 кВ при параллельной работе с существующими ВЛ 0 кВ ОЭС Урала Акпобинский эу имеет низкую за1рузку. Поэтому экономический эффект от строительства новой В Л также будет низким. Табл. Новая ВЛ 0 кВ ВЛ 0 кВ Н. То же, в . Для того, чтобы получить наибольший эффект от строительства новой ВЛ необходимо изменить потокораспределсние, увеличив зафузку сооружаемой ВЛ 0кВ. Этого можно достичь применением фазоповоротного трансформатора, позволяющего осуществлять поперечное регулирование напряжения. По проекту предусматривается сооружение ВЛ 0 кВ Житикара Ульке протяженностью 0 км, выполненной проводом АСЗООхЗ, с соответствующим расширением ПС Житикара и ПС Ульке. На ПС Житикара предусматривается расширение ОРУ 0 кВ, на ПС Ульке сооружение ОРУ 0 кВ, предусмафивается также установка одной автотрансформаторной фуппы кВ мощностью 3x7 МВА с резервной фазой 1x7 МВА и фазоповоротного трансформатора на стороне 0 кВ мощностью 0 МВА с поперечным регулированием напряжения в диапазоне 0. Для рассматриваемого варианта с В Л 0 кВ Житикара Ульке были проведены расчеты с различными значениями угла поворота ФПТ, чтобы определить, при каком угле поворота значение потока мощности по новой линии будет близким к значению дефицита Актюбинского энергоузла, который в соответствии с балансами мощности на уровень г. МВт максимальный вариант. Ниже таблица 2 приведены значения потоков мощности но ВЛ, входящих в сечение Актюбинского эу. Результаты расчетов показывают, что поток, близкий к балансовому, достигается при угле . Таким образом, переток по новой ВЛ 0 кВ может достигнуть величины 1 МВт. Табл. ВЛ 0 кВ Житикара Ульке, МВт ВЛ 0 кВ НовоТроицкая Ульке, МВт ВЛ 0 кВ Орская Актюбинская, МВт ВЛ 0 кВ Орская Кимпсрсай, МВт Потери по транзиту, МВт Р сумм, МВт По новой ВЛ 0 кВ, МВт По сущ. При этом таблица 3 видно, что при изменении угла ФПТ от 0 до и неизменном потоке по сечению 1 порядка 0 МВт изменяется потокораспределепие в сторону наибольшей загрузки ВЛ 0 кВ и несколько увеличиваются суммарные потери по В Л в сечении 1 на 3, МВт. Проведенный анализ показал, что приведенное активное сопротивление трх существующих ВЛ 0 кВ ОЭС Урала Актюбинский энергоузел в 1,5 раза меньше, чем сопротивление новой ВЛ 0 кВ Житикара Ульке Кзхвл0кв , Ом, против Явл0кв , Ом. Следовательно, при принудительном увеличении загрузки ВЛ 0 кВ за счет ФПТ мы также увеличиваем суммарные потери активной мощности в сечении Север Запад. Табл. По результатам выполненных расчетов можно сделать вывод о том, что возможно изменить потокораспрсдсление в сторону наибольшей загрузки новой ВЛ 0 кВ при весьма реальных значениях угла ПРН до , при этом потокораспределение является близким к оптимальному с минимальными потерями в линиях. Рис. З Схема электропередачи По данной схеме составим расчетную схему замещения, в которой возможно пренебречь активными сопротивлениями элементов, емкостью линии и токами намагничивания трансформаторов см. Все индуктивные сопротивления схемы замещения приводятся к одной ступени напряжения. ВЛ
Рис. Схема замещения расчетной цепи где в схеме индуктивное сопротивление трансформатора, хвл индуктивное сопротивление линии, иг напряжение приемной системы. Преобразуем полученное выражение, учитывая то, что сопряженный вектор напряжения равен С2 е , где 8 угол сдвига между напряжениями , и и2. Положительное направление угла б условно примем против движения часовой стрелки, как показано на рис. Рис. Из выражений мощностей можно сделать вывод, что направление потока активной мощности Рб определяется знаком б. Для того, чтобы активная мощность передавалась от узла 1 к узлу 2 через индуктивное сопротивление хв. С2 см. ТР
Рис. Особенность фазоповоротного трансформатора при наличии шунтирующей
Рассмотрим схему, содержащую фазоповоротный трансформатор рис. Рис. ФПТ. Р была много больше Р2 независимо от значений хх и х2. ФПТ. Ом, Ръ Рх Р2 0 МВт.