Контрольные вопросы

1. Какие расчетные модели узла нагрузки используются для анализа его ста­тической устойчивости?

2. По каким критериям может быть замещена расчетная модель узла нагруз­ки?

3. Как влияют параметры электрической сети на критические показатели, характеризующие устойчивость электродвигателей?

4. Каково влияние АРВ синхронных двигателей на условия их статической устойчивости?

5. Как изменится устойчивость узла с асинхронной нагрузкой при компен­сации ее реактивной составляющей статическими конденсаторами и син­хронными компенсаторами?

6. Что представляют собой статические характеристики узла комплексной нагрузки?

7. Какова суть понятия регулирующего эффекта нагрузки?

8. Что такое лавина напряжения и каковы причины ее возникновения?

9. По каким критериям оценивается статическая устойчивость узла комплекс­ной нагрузки?

5. Устойчивость узлов нагрузки при сильных возмущениях

5.1 Резкие изменения параметров режима в узлах системы электроснабжения

К резким изменениям режима работы СЭС, которые могут на­рушить ее устойчивость, приводят разные причины:

1) аварии и перегрузки в распределительных или питающих сетях, когда в начальный момент времени t₀ напряжение резко уменьшается со значения U₀ до U₁ а затем через время t₁ вновь восстанавливается до значения U₀ (рис. 5.1, а);

Рис 5.1. Изменения режима работы СЭС при снижении напряжения на ΔU (а) и увеличении момента сопротивления на ΔМ (б)

2) отключение узла нагрузки с последующим включением его через время t₁ когда в течение времени от t₀ до t₁ наступает перерыв в электроснабжении потребителей ( );

3) изменение момента сопротивления при увеличении нагрузки на приводимом двигателем механизме ( ) или при уменьшении ее ( ) с последующим восстановлением прежнего момента через время t₁ (рис. 5.1,б).

Резкие изменения параметров режима могут быть вызваны толч­кообразными электрическими нагрузками при появлении резкопеременных моментов сопротивления на валах синхронных и асин­хронных двигателей прокатных станов и подъемных кранов, а также толчками нагрузки при работе дуговых плавильных печей, тру­бопрокатных и трубосварочных станов, которые приводят к откло­нениям и колебаниям напряжения, изменениям его фазы по отно­шению к источнику питания и т. д.

В тех случаях, когда изменения параметров режима, харак­теризующие качество электрической энергии у потребителей, выходят за допустимые пределы, необходимы специальные меры, на­правленные на устранение отрицательного влияния толчкообразной нагрузки на работу СЭС. Это особенно важно при питании электро­двигателей от источников соизмеримой с ними мощности.

Исследование переходных процессов в СЭС, содержащей двига­тели с переменной нагрузкой, сводится к решению системы нели­нейных дифференциальных уравнений, описывающих движение роторов двигателей и генераторов, изменения токов и напряжений в системе.

Методика расчета переходного процесса в СЭС основывается на следующих дополнительных упрощающих предположениях:

1) нагрузка на валу электродвигателя изменяется строго перио­дически (рис. 5.2,а), циклически (рис. 5.2,б) или случайным образом (рис. 5.2, в);

Рис. 5.2. Графики периодического (а), циклического (б) и случайного (в) изменений нагрузки

2) переходный процесс рассматривается при постоянстве э. д. с.

генераторов за переходным сопротивлением;

3) сопротивление асинхронных двигателей и другой нагрузки в. момент коммутации постоянно;

4) действие демпферного момента синхронного двигателя и регуляторов частоты вращения первичных двигателей (турбин элект­ростанций) не учитывается.

Характерным переходным процессом, который оказывает су­щественное влияние на режим работы узла нагрузки, является процесс,

Рис. 5.3. Схема подстанции с АВР сборных шин

возникающий при АПВ и переходящих КЗ. Если на какой-либо подстанции выходит из строя один из ее трансформаторов, то питающиеся от него узлы двигательной нагрузки могут быть переключены па другой трансформатор подстанции (рис. 5.3), что резко повышает его нагрузку, вызывает снижение напряжения в СЭС и, как следствие, уменьшение вращающих моментов тех электродвигателей, которые работали до переключения. Часто встречающимися переходными процессами в узлах нагрузки яв­ляются процессы, связанные с пуском электродвигателей.