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 |
53. Индуктивное сопротивление взаимоиндукции статора и ротора, Ом |
Xm |
То же |
54. Приведенное активное сопротивление ротора в номинальном режиме, Ом |
r2H |
То же |
55. Приведенное индуктивное сопротивление рассеяния ротора в номинальном режиме, Ом |
|
То же |
56. Приведенное активное сопротивление ротора в пусковом режиме, Ом |
Г2П |
То же |
57. Приведенное индуктивное сопротивление рассеяния ротора в пусковом режиме, Ом |
X[n |
То же |