Устойчивости систем электроснабжения

УэлаАtu нагруэк11 называются точки СЭС, в которых происходят отбор и распреде ленне мощности для питания групп потребителей электрической энергии (электродвигател и, осветительные установ­ ки, печи, конденсаторные установки и др.) с разл ичными ко11струк­

-rнвнымн характеристиками и режимами работы.

При расчетах устойчивости СЭС в зависимости от особенностей решаемой задачи нагрузки могут представляться в схемах заме­ щения различными расчетными моделями. Полнот а математиче­

ского описания электрической нагрузки оказывает существенное влияние на результаты расчетов электрDмеханич еских переход­ ных процессов. При определении полноты учета нагрузки исходят из необходимости обеспечения требуемой точности конечных ре­ зультатов, с1J>емления сократить объемы исходной информации и вычислений.

На режим электропотреблення н на устойчивость узлов нагруз­

t{И СЭС оказывают влияние состав электроприемников н их пара­

метры. Наиболее широкое распространение в СЭС 11о.лучили следую­

щие характерные группы электроприемников:

1. С11ловые общепромышмнньш установки. К ним относятся ком­

прессоры, ве11тнл11торы, насосы, подъем1ю-тра11спортные устрой­

ства. Электродвигатели компрессоров. вентиляторов и насосов

работаюr, как правило, в nродОJJжнrельном режиме н нэготаали·

ваются мощностью от нескольких сот ватт JI1J тысяч киловатт на напряжение от 0,22 до 10 кВ. Перерывы в электрос11абжеюш и на­ рушения устоl!ч1mостн могут повлечь за собой опасtюсть дл я жиз­ ни людей, серьезные нарушения технологического процесса и:ш 1юврещдение оборудования_ В электроприводе мощных! асосов, компрессоров и вентиляторов применяют главным образом с11нх1юн­ ные двигатели, работающие с опе/Jежающим ко3ффицнентом мощ-

ности. Подъемно-транспортные устройства работают в повmрно­ кратковременном режиме, для которого характерны резкие нзме- 11ення (толчки) нагрузки.

2. Электродви гатl!ли проuэводсtт.-;11ых механизмов. Этот вИд

электрнческой нагрузки встречает ся на всех промышленных пред­

приятиях. В электроприводе сш1ременных станков применяются

как с11нхронные, так и асинхронные двигатели. Мощность их чре­

звычайно разнообразна и изменяется от долеn до сотен киловатт

и больше. Нередко применяются электродвигатели постоянного

тока в сочетании с выпрямительными установками. Нарушения

электроснабжения или устойчивости такой нагрузки пр1mодят обыч­

но к экономическому ущербу.

3. Электрические осветительные установки. Они представляют

собой однофазную нагрузку, создающую неснмметрню параметров

СЭС. Однако путем равномерного распределения этой нагрузки

между фазами достигают устранения возможной несимметрии. Ос­

ветительная нагрузка характеризуется отсутствием резких изме­ нений и зависит от географического местонахождения объектов·

освещения, времени года и суток.

4. Прео6равоватшtьные установки. Пред 1азначены для преоб­

разования трехфазного тока в постоянный нлн в трехфазный либо

в однофазный ток пониженной либо повышенной по сравнению с 50 Гц частоты. Преобразовательные установки бывают различных типов 11 служат для пнтання двигателей ряда машин н механизмов. электролизных ванн, виутрнпромышленного электрического тран­

спорта, электрофильтров, электросва рочных 11 11ндукц1юнных ус­ тановок и др. Мощность преобразовательных устройств для внут­ рнпромы шленного электрического транспорта (откатка, подъем, ра зличные виды перемещения грузов) наход1rrся в. предел ах от со­ тен до тысяч кнловатr. Нарушение устойчивости режимов питания приемников этой группы вызывает серьезные техиологнческне ос­ ложнения в работе предприятий н значительные экономические ущербы.

5. Электротехнологические установки. Потребители этой груп­

пы делятся на электротермические, электросварочные, электро­

лизные, электрофизической и электромеханической обработки,

э,1ектроаэрDзольной технологии. Режимы работы электротехноло­

гических установок оказывают существенное влияние на устойчн­

ВОС1Ь СЭС (10], что предопределяет необходимость учета их в рас­

четах переходных процее<;ов.

Реэкопере меиuые режимы работы дуговых печей прямого на­

грева для плавки стали и электросварочных установок вызывают колебания напряжения и влияют иа устойчивость работы свето­ технических устройств, радио- н телев11З1юнноi! аппаратуры, вы­

числительной техники и др. Такие режимы могут вызывать ложное срабатывание средсnэ защиты н автоматики, а также нарушение

устойчивости синхронных и асинхронных двигателей.

При нелниейноi! нагрузке, когда к узлу подключены венти,1ь­

ные преобразователи электролиза, индукцион ные и другие установ-

!КН, в сети генерируются высшие гармоники тока, перегружаются конденсаторные батареи. Это приводит к появлению дополннтель­ flЫХ потерь мощности в элементах СЭС н к снижению запаса ее ста­

-тической и динамической устойчивости. Аналогичными послед­ еmнями характеризуется также несимметричная нагрузка электро­

шпаковых печей, электросварочных н индукцнониых установок.

Использование на промышленных предприятиях полуnровод­

"иковых преобразователей, дуговых печей прямого нагрева для

ллавки стали, электросварочных установок вызывает большую

. отребность в реакт1mоой мощности. Поэтому при анализе электро­

. переходных процессов необходимо учитывать влия- ние реактивной мощности на устойчивость уз- лов электрических нагрузок.

Применение разнообразных потребителей

" электрической энергии, характеризующихся различной степенью воздействия на режимы электропотреблення, требует всестороннего

 

с параметрами, которые рассчитываются по определенным правилам

на основании данных о реальных двигателях;

3) крупные узлы нагрузки описываются с использованием ря

конкретных данных о составе нагрузки н параметрах питающем сети, а также исходной информации, полученной в результате ве­

;э

ро 1тностио-статистическоrо анализа.

При расчетах устойчивости крупных узлов нагрузки одним

важных факторов является взаимное влияние электродвигателеи,

причем точность расчетов практически не снижается, если в урав­

нения, описывающие каждый электродвигатель, ввести ряд упро­

щен11й. Например, мож110 пренебречь потерями в статоре электро­

двигателя и считать потребляемую из сети активную мощность рав­ ной электромагнитной мощности двигателя. При постоянной частоте питающего напряжения эта мощность пропорциональна вра­ щающему моменту двигателя. Все виды механических потерь можно относить к приводному механизму. Можно вообще исключить из рассмотрения ряд составляющих переходного процесса сннхрон·

Рис.!З.I.

Состав

про· анализа и учета свойств электроприемников

ных и, главным образом, асинхронных двигателей. •

mмеханических

-стейшего узла 118rруз. в процессе проектирования и эксплуатации жи СЭС. При этих условиях представляется воз- можным определить влияние нагрузки на ус­

тойчивость СЭС ·и выбрать наиболее экономичные сrюсобы и сред­ ее повышения.

В практике исследования электромеханических переходных

.процессов используют комплексные расчетные модели нагрузки,

.которые описывают простейшую одноузловую схему (рис. 13.1).

Эти модели позволяют воспрои>вестн основиые особенности пере­

ходных процессов в электродвигател&х н учесть влияине других

.электроприемииков. Комплексные расчетные модели нагрузки

включают в себя уравнения эквивалентных асинхронного и снн­

жрониого двигателей, а также статической нагрузки.

Под статичесК1Jй нагрузК1Jй z.,, понимают нагрузку, создавае­ мую электроприемииками, в которых отсутствует вращающееся

.магнитное поле: электрическое освещение, электропечи и другпе электротехнологические установки, а также коммунально-бытовые приборы. I< статической нагрузке относятся также коНденсаторные

.батареи, емкость ВЛ и "КЛ, индуктивные и активные сопротивле­