Устойчивость системы электроснабжения

При определении предела мошностн, передаваемой в простей-· шей электрической системе, предполагалось, что напряжение на шинах приемной системы постоянно при всех изменениях режима работы электропередачи. Такое предположение можно считать справедливым только в том случае, когда мощность питающей сис­ темы в 8-10 ра з болЬll/е мощности приемной системы. Однако при­ емная система может представлять собой местную электростанцию (рис. 13.7), мощность которой соизмерима с мощностью питающей.

системы. В этих случаях напряжение на шинах приемной системы

- зависит от режима работы питающей системы и н rрузкн. u

Если считать что э. д. с. генераторов станции питающеи сие·

-темы посrоянна, 'то при изменении передаваемой по ЛЭП мощности

будут меняться углы б, я б2, а также угол б12 = б, -б2 • Это, свою очередь, вызовет изменение напряжения на шинах прнемиои системы. При увеличении передаваемой по ЛЭП мощности это на­ пряжение падает, что вызывает уменьшение предела передаваемой

 

в рабочей области, тем сильнее регулирующий эффект нагрузки. тем благоприятнее влияет она на устойчивость элекч:юпередачи.

Однако этим не ограничивается влияние нагрузки на устойчи­

вость режима работы системы. Повышение потребляемой реактив­ ной мощности на участке аЬ статической характеристики (см. рис. 13.2), обусловленное увеличением сколъження асинхронных двигателей при дефиците реактивной мощности в системе, nриводнт к лавинообразному снижению напряжения, сопровождающемуся

мощности Р = EU/xpe,. Зависимость Р (б) в данном случае может

быть представлена кривой 2 (рис. 13.8) в отличие от 1щеальной

затормаживанием двигателей. Следовательно 1

чивости узла нагрузки может являться

нарушение устой­ нарушения устой­

 

Риi!:., --- f

чивости режима всей СЭС.

причиной

Рота -- -

Ро

13.4. Расчет статической устойчивости.

по действительному пределу мощности

 

Построение действительной угловой характеристики мощнос­ ти с помощью статических характеристик узлов нагрузок связано

 

Рис. 13.7. К объяснению влинния на­ грузки на устой 1швость sлсктрическоА системы

о,

Рис_ 13.8. Идеальная (/) н дей­ ствительная (2) угловые харак· теристики мощности злектриче· с1шй системы

с большим объемом вычислений. Поэтому действительный Предел мощности допускается определять'упрощенным способом. Для этого

полную мощность нагрузки электрической системы s. (рис. 13.9 а),

представляют в внде постоянного сопротивления

1Zн1 = U'IS.. (13.4)

характеристики 1, когда Е и И постоянны. Чем больше снижается

напряжение на шинах приемной системы при увеличении переда­ Т1

ваемой мощности, тем меньше действительный предел мощности.

а

Степень снижения напряжения на шинах приемной системы

завнснт от свойств нагрузки, подключенной к этим шинам. Влия­

ние свойств иагрузкн на напряжение приемной системы определя­ ется регулирующим эффектом нагрузки, под которым понимают явление изменения активной и реактивной мощностей, потребля­

-емых нагрузкой при изменении напряжения на ее зажимах. Следо­ вательно. регулирующим эффектом нагрузки можно назвать степень

Е, rл r., ,, U z;, Е, l't.Zp,, F.t

4z<E--! а

" z, и Zz f2

Гн

--:-+/". z1 41

IJ

.снижения активной и реактивной мощностей нагрузки с уменьше­

нием напряжения на ее зажимах.

Численно регулирующий эффект опреде.1яется как изменение

.активной и.пи реактивной мощностн нагрузки иа единицу изменения

напряжения (см. рис. 13.2):

ар= ЛР!ЛU; а"= ЛQ/ЛU. (13.2)

Если рассматривать бесконечно ма.1ые изменения напряже­ ния н перейти к пределам, то

аР = dP/dU; aq = dQ!dU. (13.3) Поскольку в большинстве случаев при расчетах устойчивости

учитывают только реактивные сопротивления элементов схемы, на снижение напряжения при увеличении передаваемой мощности

главным образом влияет регулирующий эффект по реактивной мощ­ ности. При этом, чем больше наклон статических характеристик

{,у q: Zк Хн

z

Рис. LЗ.9. Схема эл юvической системы (а). промежуточные (б, в) и окончательная (г) схемы ее замещения

 

Активная и реактивная составляющие этого сопротивления определяются выражениями

Гн = (СР/Sн)соs<рн; х" = (U2/Sн)siп<p.. (13.5)

 

Промежуточные схемы замещения электрической системы нзоб­ рщкены иа рис. 13.9, 6 и в. После введения обозначений

z1= jXpe,; z2 = jx,,; z8 = Гн + jхн (13.6)

схема замещения системы принимает окончательный вид, пока4

занный на рис. 13.9, г.

23 8-3755 353

 

Мощность, генерируемую станцией с э. д. с. Е1 в систему в за· висимости от угла /\, а также действительный режим работы ЛЭП найдем наложением токов н напряжений двух режимов работы си· стемы: l)E1 =F О, Е, =О; 2) Е1 =О, Е, =F О. Токи в этих режимах обозначены на рис. 13.9, г соответственно сплошными н штриховы­

Ми стрелками.

Действительный ток генератора определяется выражением

откуда следует, •по

Р, = (Ej/ 12111) cos 1jJ11 - (Е,Е.1 lz12i) cos (1\12 + 1jJ12).

Введя обоз11ачення

a,.1 =90"-1jJ,1; a12 =9if-1jJ12,

Можно sапнсать

cos 1j>11 = cos (90"- а11) = sin а11: \

 

 

(13.16)

 

(13.17)

11 ==111 -/12,

а его составляющие -выражениями

iн == E1/.Z11; 111 z:::z Ё2/Z11,

(13.7)

 

(13.8)

соsЩ, + 1jJ) = cos[90" + (б"-а,,)J = -sin(б -a). / (13 18

12 12 12 ·)

С учетом (13.18) выражение (13.16) принимает вид

где z11, z1, - собственJюе и взаимное сопротивления.

Собственные сопротивлен11я в системе соответствуют з11аченню

и фазе тока источн11ка nри отсутствии э. д. с. друг11х источников, вза11м11ые сопротивления -значению и фазе тока в цепи данного

источника, обусловленного "· д. с. другого источника. Для рас­ сматриваемой схемы замещения имеем

Zп = z1+z2z8/(22 +Zз); z" = z2 +z1z3f(z1 +z8); (13.9)

(13.10)

Для определения моЩ11осп1 S нужно знать напряжение U, ток 1

и разность фаз между ними ер= "Фи - .р,. При этом

S1= Р1+ jQ, = E.J = Е 1 (Е1/;_п -Е21;_,,) =

(13.11)

При совмещении вектора Е, с осью вещественных чисел его фа­

зовый угол равен нулю, а фазовый угол э. д. с. Е.1 равен углу

Р, = (Eil'211Dsina,r-t- (E1E2/lz12Dsin(l\ 12 -a12). (13.19)

Выражение (13.19) представляет собой приближенную действи­ тельную угловую характеристику мощиостн!>лектрической системы. Амп,1нтудв этой характеристики является действительным преде­ лом мощности

Р1дnш• = (E1/Jz11 I) sina11 +Е1Е2/1212 1, (13.20)

который, как правило, меньше идеального предела мощности Р1щ max·

 

Прммер IЗ.1. Для схемы злектроо редачи, изображенной на рнс. 11.19, опре­