Судовые электроэнергетические системы. Методы расчета динамической устойчивости генераторных агрегатов и асинхронной нагрузки

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

УДК 629.12.066.001.24

СУДОВЫЕ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

СИСТЕМЫ

Методы расчета динамической устойчивости

генераторных агрегатов и асинхронной нагрузки

ОСТ5.6140-78

Утвержден Министерством 13.12.1978 г.

Срок введения в действие с 01.01.1980 г. № Госрегистрации 8125963 от 16.05.79 г.

Издание официальное

Москва

1980

Настоящий стандарт распространяется на электроэнергетические системы переменного тока кораблей, судов и плавсредств.

Стандарт устанавливает методы определения динамической устойчивости генераторных агрегатов и асинхронной нагрузки в различных режимах работы электроэнергетических систем.

Необходимость проведения расчетов по настоящему стандарту определяет­ся по согласованию с заказчиком.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Под устойчивостью судовой электроэнергетической системы (СЭЭС) принимается ее способность переходить от одного устойчивого режима к дру­гому также устойчивому режиму после различного рода возмущений.

Под статической устойчивостью ОЭЭС понимается ее способность возвращаться к исходному режиму (или весьма близкому к нему) после малых возмущений режима.

Статическая устойчивость СЭЭС всегда обеспечивается и ее расчет произ­водить не следует.

Под динамической устойчивостью СЭЭС понимается ее способность переходить от исходного устойчивого режима к другому также устойчивому режиму, либо вернуться к установившемуся режиму, близкому к исходному, после больших возмущений (резких нарушений исходного установившегося режима).

Динамическая устойчивость отдельных элементов СЭЭС: генератор­ных агрегатов с автоматическими регуляторами напряжения (РН) и частоты вращения (PC), а также асинхронных электроприводов при работе от сети бес­конечной мощности, обеспечивается заводами-изготовителями указанного оборудования.

Метода расчета переходных процессов и правила определения динами­ческой устойчивости, устанавливаемые стандарте, относятся к СЭЭС пере­менного тока с одиночными или параллельно работающими генераторными агрегатами.

Для СЭЭС с одиночным генераторным агрегатом установлены методы расчета переходных процессов и правила определения динамической устойчи­вости системы и асинхронной нагрузки в следующих режимах работы:

запуске асинхронного двигателя соизмеримой мощности о генератором;

переключении асинхронной нагрузки;

возникновении и отключении короткого замыкания (к.з.).

Для СЭЭС с параллельно работающими генераторными агрегатами установлены метода расчета переходных процессов и правила определения динамической устойчивости генераторных агрегатов и асинхронной нагрузки в следующих режимах работы:

синхронизации генераторных агрегатов;

возникновении и отключении К.З.;

отключении одного из генераторных агрегатов;

запуске асинхронного двигателя, соизмеримого по мощности с мощно­стью двух генераторных агрегатов.

Если в электростанции имеется более двух генераторных агрегатов необходимо выполнять эквивалентирование однотипных генераторных агрега­тов и уменьшить их количество до двух.

При параллельной работе п различных генераторов параметры эквивалент­ного генератора определять методом, изложенным в разд.5 ОСТ5.6010-70.

Не производится расчет динамической устойчивости СЭЭС в следую­щих случаях:

при однотипных дизель и турбогенераторных агрегатах, имеющих жест­кую электрическую связь между генераторами;

при запуске асинхронного двигателя, если его мощность меньше 20% от номинальной мощности генератора;

при точной синхронизации генераторов.

ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ

С ОДИНОЧНЫМ ГЕНЕРАТОРНЫМ АГРЕГАТОМ

Правила определения динамической устойчивости

СЭЭС с одиночным генераторным агрегатом, обладающим динами­ческой устойчивостью, способна восстановить до заданных соответствующи­ми нормами величин напряжение и частоту я поддерживать их неизменными после:

включения асинхронного двигателя заданной мощности и заданным спо­собом;

переключения асинхронной нагрузки заданной мощности и заданным пе­реключающим устройством;

возникновения к отключения к.з. с любыми возможными в рассматривае­мой СЭЭС сопротивлением цепи к.з. и длительностью к.з.

Асинхронный электропривод (асинхронная нагрузка) СЭЭС с оди­ночным генераторным агрегатом, обладающий динамической устойчивостью, способен уменьшить скольжение до рабочего; соответствующего рабочим ха­рактеристикам механизма, с потреблением рабочего (номинального либо ме­нее) тока после:

включение питания генераторного агрегата заданной мощности;

переключения на питание от генераторного агрегата заданной мощности;

возникновения и отключения к.з. в питающей сети с любыми возможным сопротивлением цепи к.з. и длительностью к.з.

Динамическая устойчивость СЭЭС и асинхронной нагрузки опреде­ляется на основании анализа результатов расчета переходных процессов на компьютере.

Обще вопросы подготовки исходных данных для расчета

Расчет переходных процессов в СЭЭС с одиночным генераторным агрегатом производится на компьютере.

Расчет переходных процессов в режимах запуска асинхронного дви­гателя различными способами, переключения питания асинхронной нагрузки, возникновения и отключения к.з. производится по одной программе.

Перечень исходных данных, необходимых хая расчета, расположен­ных в порядке ввода их в компьютер, приведен в табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные

Наименование

Обознач.

Источник информации

1. Полная мощность предварительной статической нагрузки, кВА

SHO

Определяется проектантом СЭЭС для каждого режима по п.2.2.4

2. Коэффициент мощности предвари­тельной статической нагрузки, отно­сительные единицы (о.е.)

costp

То же

3. Полная мощность включаемой ста­тической нагрузки, кВА

Shi

То же

4. Коэффициент мощности включаемой статической нагрузки, о.е.

costpi

Определяется проектантом СЭЭС для каждого режима по п.2.2.4

5. Полная мощность отключаемой ста­тической нагрузки, кВА

$Н2

То же

6. Коэффициент мощности отключае­мой статической нагрузки, о.е.

cosgjj

Определяется проектантом СЭЭС для каждого режима по п.2.2.4

7. Активное сопротивление цепи К.З., Ом

RK3

Для режима возникновения и от­ключения определяется по п. 2.8.1.

В остальных режимах равно 0

8. Индуктивное сопротивление цепи к.з.. Ом

xK3

То же

9. Активное сопротивление фидера асинхронного двигателя, Ом

Rl

Определяется проектантом СЭЭС для каждого режима

10. Индуктивное сопротивление фидера асинхронного двигателя, Ом

Xl

То же

11. Номинальная мощность асинхрон­ного двигателя, кВт

Ph

То же

12. Скольжение асинхронного двигате­ля, о.е.

So

То же

13. Формальный признак регулятора частоты вращения первичного двига­теля

VR

Определяется по п.2 2.4

14. Формальный признак режима рабо­ты СЭЭС

РЕЖ

Определяется по п.2.2.4

15. Формальный признак характера асинхронной нагрузки

ПАД

Определяется по п.2.2.4

16. Формальный признак запуска асин­хронного двигателя переключением со звезды на треугольник

ПЗТ

Определяется по п.2.2.4

Наименование

Обознач.

Источник информации

17. Время включения нагрузки, с

ТН1

Задается проектантом СЭЭС

18. Длительность импульса нагрузки, с

ТИ

То же

19. Длительность паузы, с

тп

То же

20. Время возникновения к.з., с

ТК1

То же

21. Длительность к.з., с

ткз

То же

22. Длительность рассчитываемого процесса, с

ТПП

То же

Параметры синхронного генератора

23. Полная мощность, кВА

Snr

Определяется в зависимости от типа генератора по таблице спра­вочного приложения 6

24. Линейное напряжение статора гене­ратора, В

инг

То же

25. Частота, Гц

f

То же

26. Активное сопротивление статора генератора, о.е.

>т

То же

27. Синхронное индуктивное сопротив­ление по продольной оси, о.е.

Xd

То же

28. Синхронное индуктивное сопротив­ление по поперечной оси, о.е.

Xq

То же

29. Сопротивление рассеяния обмотки статора, о.е.

Xs

То же

30. Переходное индуктивное сопротив­ление по продольной оси, о.е.

X'd

То же

31. Сверхпереходное индуктивное со­противление по продольной оси, о.е.

x:

То же

32. Сверхпереходное индуктивное со­противление по продольной оси, о.е.

Х"ч

То же

33. Постоянная времени возбуждения при разомкнутой обмотке статора, с

Tf

То же

34. Постоянная времени сверхпереход­ного тока при к.з., с

rrtff

1d

То же

35. Коэффициент усиления в корректо­ре напряжения, о.е.

KK

То же

36- Постоянная времени корректора напряжения, с

TK

То же

37. Величина, характеризующая макси­мальный сигнал корректора на увели­чение тока возбуждения, о.е.

AF

То же

38. То же, на уменьшение тока возбуж­дения, о.е.

AF •

То же

39. Максимально возможное напряже­ние возбуждения, о.е.

IF ^jmax

То же

40. Напряжение уставки, о.е.

Uy

Определяется по п.2.2.4

Наименование

Обознач.

Источник информации

Параметры первичного двигателя с регулятором частоты вращения

41. Инерционная постоянная времени генераторного агрегата, с

Tj

Определяется в зависимости от типа генераторного агрегата по таблице справочного приложения 8

42. Постоянная времени усилителя ре­гулятора, с

Ts

То же

43. Постоянная времени вязкого трения регулятора, с

тк

То же

44. Инерционная постоянная времени чувствительного элемента регулятора, с

гт-іГГ

*4

То же

45. Постоянная времени катаракта ре­гулятора, с

TL

То же

46. Статизм регулятора, о.е.

8

То же

47. Дополнительный временный ста­тизм регулятора, о.е.

8,

То же

48. Максимальная координата переме­щения регулирующего органа регуля­тора, о.е.

Цр. max

То же

49. Минимальная координата переме­щения регулирующего органа регуля­тора, о.е.

Мр. min

То же

50. Коэффициент, характеризующий отношение полной мощности генера­тора к мощности первичного двигате­ля, о.е.

Kd

То же

Параметры асинхронного двигателя и механизма

51. Активное сопротивление обмотки статора, Ом

ri

Определяется только для режимов запуска асинхронного двигателя различными способами по таблице справочного приложения 7

52. Индуктивное сопротивление обмот­ки статора, Ом

X

То же