Details

Данная работа посвящена комплексному анализу электроэнергетической системы 220/110 кВ, включающему расчет установившихся режимов, токов короткого замыкания и оценку динамической устойчивости. Актуальность исследования обусловлена необходимостью обеспечения надежной и устойчивой работы энергосистемы в нормальных и аварийных режимах. Основные задачи исследования: Проведение оценочного расчета установившегося режима работы системы и выбор оборудования на основе полученных данных. Расчет токов несимметричного короткого замыкания с последующим сравнением результатов, полученных в программных комплексах Rastr и EMTP. Анализ динамической устойчивости системы при возмущениях с использованием программы Dymola. Работа выполнена с применением современных методов математического моделирования. В ходе исследования проведены расчеты в специализированных программных комплексах: Rastr для анализа установившихся режимов, EMTP для моделирования переходных процессов при коротких замыканиях, и Dymola для оценки динамической устойчивости. Полученные результаты: Определены оптимальные параметры работы электроэнергетической системы в установившихся режимах; Проведен сравнительный анализ токов короткого замыкания, выявивший особенности моделирования в разных программных средах; Разработаны рекомендации по повышению устойчивости системы на основе анализа динамических процессов. Практическая значимость работы заключается в возможности применения полученных результатов для проектирования и модернизации электроэнергетических систем 220/110 кВ с целью повышения их надежности и устойчивости.

This work presents a comprehensive analysis of a 220/110 kV power system, including steady-state calculations, short-circuit current analysis, and dynamic stability assessment. The research is particularly relevant for ensuring reliable and stable operation of power systems under both normal and emergency conditions. Main research objectives: 1. Performing steady-state operational analysis and equipment selection based on calculated parameters. 2. Calculating asymmetric short-circuit currents with comparative analysis of results obtained in Rastr and EMTP software packages. 3. Evaluating system dynamic stability during disturbances using Dymola simulation software. The research employed modern mathematical modeling techniques using specialized software tools: Rastr for steady-state analysis, EMTP for short-circuit transient simulations, and Dymola for dynamic stability assessment. Key findings include: - Determination of optimal operating parameters for steady-state conditions; - Comparative analysis of short-circuit current calculations revealing software-specific modeling characteristics; - Development of system stability improvement recommendations based on dynamic process analysis. The practical significance of this work lies in its applicability for designing and upgrading 220/110 kV power systems to enhance their reliability and operational stability. The proposed methodologies and findings can be directly implemented in power system planning and operation practices. The study demonstrates the importance of integrated analysis using multiple simulation tools for comprehensive power system assessment, providing valuable insights for electrical engineers and system operators.

• Реферат
• ABSTRACT
• Введение
• Глава 1. Выбор элементов электрической системы
  • 1.1 Выбор генераторов
    • 1.1.1 Генератор Г1
    • 1.1.2 Генератор Г2
  • 1.2 Выбор трансформаторов нагрузки
    • 1.2.1 Трансформатор Т1
    • 1.2.2 Трансформатор Т2
  • 1.3 Выбор генераторных трансформаторов
    • 1.3.1 Трансформатор ТГ1
    • 1.3.2 Трансформатор ТГ2
  • 1.4 Выбор автотрансформаторов
    • 1.4.1 Автотрансформатор АТ1
    • 1.4.2 Автотрансформатор АТ2
  • 1.5 Выбор сечений проводов линий электропередачи
    • 1.5.1 Линия ВЛ1
    • 1.5.2 Линия ВЛ2
    • 1.5.3 Линия ВЛ6
    • 1.5.4 Выбор сечений проводов в кольце (ВЛ3, ВЛ4, ВЛ5)
• Глава 2. Оценочный расчет УР работыЭЭС
  • 2.1 Составление схемы замещения системы
    • 2.1.1 Линия электропередачи
    • 2.1.2 Двухобмоточные трансформаторы
    • 2.1.3 Автотрансформаторы
    • 2.1.4 Итоговая схема замещения системы
  • 2.2 Расчет падений напряжения до кольца
    • 2.2.1 Участок 1–2
    • 2.2.2 Участок 2–3
    • 2.2.3 Участок 3–4
    • 2.2.4 Участок 3–5
    • 2.2.5 Участок 5–7
    • 2.2.6 Участок 6–7
    • 2.2.7 Участок 7–8
  • 2.3 Расчет падений напряжений кольца
    • 2.3.1 Нагрузка внизу кольца
    • 2.3.2 Правило моментов
    • 2.3.3 Расчет правой части
    • 2.3.3 Расчет левой части
  • 2.4 Расчет падений напряжений после кольца
    • 2.2.4 Участок 9–12
    • 2.2.2 Участок 12–14
  • 2.5 Моделирование системы в Rastr
• Глава 3. Расчет токов короткого замыкания
  • 3.1 Переход к относительным единицам
    • 3.1.1 Предисловие и допущения
    • 3.1.2 Генераторы
    • 3.1.3 Блочные трансформаторы
    • 3.1.4 Трансформаторы нагрузки
    • 3.1.5 Автотрансформаторы
    • 3.1.6 Воздушные линии
    • 3.1.7 Нагрузки
    • 3.1.8 Энергосистема
  • 3.2 Эквивалентирование схемы для прямой последовательности
    • 3.2.1 Первый этап
    • 3.2.2 Второй этап
    • 3.2.3 Третий этап
    • 3.2.4 Четвертый этап
    • 3.2.5 Пятый этап
    • 3.2.6 Шестой этап
  • 3.3 Эквивалентирование схемы для обратной последовательности
    • 3.3.1 Первый этап
    • 3.3.2 Второй этап
    • 3.2.3 Третий этап
    • 3.3.4 Четвертый этап
  • 3.4 Определение токов и напряжений в месте КЗ
    • 3.4.1 Токи
    • 3.4.1 Напряжения
  • 3.5 Расчет токов КЗ в вычислительном комплексе EMTP
    • 3.5.1 Расчет модели
    • 3.5.2 Определение амплитуды и длительности токов КЗ
• Глава 4. Расчёт Динамической устойчивости
  • 4.1 Установившийся режим
    • 4.1.1 Скольжение генераторов
    • 4.1.2 Электрический и механический моменты генераторов
    • 4.1.3 Напряжения на шинах станций
    • 4.1.4 Напряжения на нагрузках
  • 4.2 Опыт короткого замыкания
    • 4.2.1 Двухфазное короткое замыкание
    • 4.2.2 Трехфазное короткое замыкание
  • 4.3 Повышение устойчивости системы
    • 4.3.1 Начальная настройка регулятора
    • 4.3.2 Ручная настройка регулятора
    • 4.3.3 Настройка регулятора с помощью Matlab
    • 4.3.4 Сравнение настроек регуляторов
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение 1