-
Проблемы устойчивости узлов нагрузки электроэнергетических систем
1. Влияние способа представления узла нагрузки на определение действительного предела передаваемой мощности.
Если
приемная система представлена некоторой
нагрузкой и местной электростанцией
(рисунок 14), то при оценке статической
устойчивости системы передачи следует
исходить из постоянства Э.Д.С. обеих
станций
и
.
Рис.14. Схема электропередачи и приёмной системы
Если
мощность приёмной системы соизмерима
с мощностью электропередачи, то напряжение
на шинах узла нагрузки не остаётся
постоянным при изменениях режима работы
электропередачи. Увеличение угла
между векторами Э.Д.С, а, следовательно,
и угла
между
и
сопровождается
уменьшением промежуточных напряжений,
при этом будет уменьшаться и напряжение
на
шинах нагрузки, являющихся в рассматриваемых
условиях некоторой промежуточной точкой
в схеме замещения системы. Если при
построении характеристики передаваемой
мощности исходить из зависимости
,
где
представляет собой индуктивное
сопротивление электропередачи между
Э.Д.С. и напряжением нагрузки
,
то напряжение следует считать переменным.
Построив
семейство синусоид для различных
значений напряжения U
(рисунок
15), действительную характеристику
мощности, учитывающую снижение напряжения
нагрузки, можно получить, переходя при
увеличении
с одной синусоиды на другую в соответствии
с уменьшением напряжения
.
Если
касательные к синусоидальным
характеристикам мощности, построенным
для неизменных значений напряжения U,
при
= 90° горизонтальны, то действительная
характеристика мощности при этом
значении угла в силу непрерывного
уменьшения напряжения должна иметь
падающий характер, и, следовательно,
максимум этой характеристики – так
называемый действительный предел
мощности, – достигается при угле, меньшем
90°. Значение действительного предела
мощности также получается меньше
идеального предела мощности, т.е.
амплитуды синусоиды, построенной при
постоянстве напряжения исходного режима
= 100%.
Рис.15. Действительная характеристика мощности
Таким
образом, снижение напряжения нагрузки
является фактором, ухудшающим статическую
устойчивость системы передачи. Обращая
внимание на значение этого фактора, в
практических расчетах устойчивости
характеристику передаваемой мощности
часто строят в зависимости от напряжения
нагрузки
(рисунок
16), а не от угла
.
Каждой
точке действительной характеристики
мощности
,
представленной на рисунке 15, соответствует
свое значение напряжения нагрузки
.
Откладывая
по оси ординат эти значения
,
а
по оси абсцисс – соответствующие
значения передаваемой мощности Р,
мы
получаем характеристику
,
показанную на рисунке 16. Максимальное
значение мощности на этой характеристике
совпадает с максимумом характеристики
мощности
и является тем же действительным пределом
мощности
.
Идеальный предел мощности на рисунке
16 для данного исходного режима работы
системы, характеризуемого точкой а,
определяется
точкой b
на
пересечении горизонтали U
= const
с прямой ob,
дающей
значения
в
зависимости от напряжения U.
Рис.16.
Характеристика мощности, построенная
в осях
Рассмотрим, как влияет величина действительно предела мощности в зависимости от способа представления нагрузки: СХН и постоянными сопротивлениями.
Для анализа будем использовать схему, изображенную на рисунке 17. В этой схеме электропередачи передающая сторона представлена генератором Г1 и трансформатором Т1, а приемная – местной станцией Г2, трансформатором Т2 и нагрузкой Н.
Рис.17. Исследуемая схема электропередачи
Рассмотрим принцип построения и определения действительного предела мощности, в случае представлении нагрузки СХН. Схема замещения исследуемой схемы в этом случае будет иметь вид, показанный на рис.18.
Рис.18. Схема замещения электропередачи
Требуется построить характеристику передаваемой мощности в нагрузку от Г1 и определить её действительный предел.
Будем
считать, что параметры исходного режима:
известны. Следовательно, в исходном
режиме работы имеется одна известная
точка искомой зависимости
Для нахождения других точек характеристики мощности необходимо следовать следующему алгоритму:
1.
Необходимо задаться несколько уменьшенным
(1 – 2 %) значением мощностей: – активной
и – реактивной
относительно их значений в исходном
режиме;
2.
Рассчитываются потери реактивной
мощности
в реактивности
и напряжение
на шинах нагрузки по формулам:
3.
По статическим характеристикам нагрузки
определяют
при данном значении напряжения.
4. По первому закону Кирхгофа для узла нагрузки определяем мощность, передаваемую в нагрузку:
5.
Далее необходимо определить значение
Э.Д.С.
,
исходя из выражения:
6.
Не изменяя значения
необходимо задаться несколько меньшими
значениями
и, повторяя пункты 1-5, построить зависимость
вид которой показан на рисунке 19.
Рис.19.
Зависимость
для
режима
7.
Предельному значению передаваемой в
нагрузку мощности соответствует
напряжение
т.е. напряжение в точке пересечения
и
где
8.
Используя значение напряжения
необходимо определить действительную
величину мощности, передаваемую в
нагрузку, повторив пункт 4 текущего
алгоритма.
9.
Таким образом, мы имеем вторую точку
искомой характеристики:
.
10.
Для получения других точек искомой
характеристики необходимо задаться
новыми, меньшими значениями
,
и повторить расчёт, следуя пунктам 1-9.