Загальні відомості для розрахунків

При виконанні розрахунків електричних систем мають бути враховані основні характеристики їх елементів, у тому числі і навантажень.

Джерела активної і реактивної потужності. Усі електростанції, окрім тієї, що балансує, вважаються працюючими із заданим графіком, а їх потужності розглядаються як негативні навантаження. Передбачається, що балансуюча станція працює по вільному графіку і може покривати додаткові навантаження і втрати потужності в мережах. Джерелами реактивної потужності є генератори, компенсатори, конденсатори, синхронні двигуни, а також лінії високої напруги (див. §6.2).

Споживачі електроенергії представляються в схемах заміщення значеннями повної споживаної потужності . При змінах споживаної навантаженнями потужностей, що відповідають своїм графікам, залежним від характеру навантажень(вид промисловості, сільського господарства, освітлювальне навантаження і т. д.), їх сукупності, пори року, максимуму навантажень та ін., змінюються потоки потужності в мережах енергосистеми. Це викликає відповідну зміну напруги в мережах, що спричиняє за собою збільшення або зменшення споживаним навантаженням потужності.

При зниженні частоти знижується продуктивність механізмів і активне навантаження системи падає. Це зниження відбувається в тих випадках, коли приєднане до системи активне навантаження споживачів виявляється більше активної потужності електростанцій, що розташовується. При цьому зміна частоти відбувається одночасно і однаково по усій енергосистемі. В результаті настає нова рівновага (баланс) між виробленням і споживанням активної потужності, але вже при понижених частоті і навантаженню. У свою чергу, зниження частоти викликає істотне зростання реактивного навантаження споживачів через зміну магнітної індукції в асинхронних двигунах і трансформаторах (збільшення струму, що намагнічує), що викликає зниження напруги в електричних мережах.

Рис. 4.3.1. Статичні характеристики споживачів

Статичні характеристики споживачів. Вони показують зміну потужності, споживаної навантаженням, при змінах напруги (рис. 4.3.1, а) і частоти (рис. 4.3.1, б).

Для різних споживачів статичні характеристики різні і облік їх скрутний. Тому при розрахунках можна використати узагальнені типові характеристики, визначувані властивостями окремих споживачів і їх відносною потужністю в загальній сукупності навантажень. На рис. 4.3.2 показані статичні характеристики по напрузі для комбінованого навантаження, що включає освітлювальні і силові споживачі. Характеристики побудовані у відносних одиницях. За одиницю активної і реактивної потужностей набуті їх значень при номінальній напрузі.

Аналогічно характеристики при перехідних режимах називаються динамічними і є функціями часу. Вони відповідають швидкій зміні напруги і частоти, коли перехідні процеси ще не устигають затухнути.

Рис. 4.3.2. Узагальнена статична

характеристика по напрузі

Регулюючий ефект навантаження. Міра зниження активної і реактивною потужностей навантаження при зміні напруги або частоти називається регулюючим ефектом навантаження. Цей ефект кількісно характеризується значеннями приватних похідних . Чим більше ці похідні, тим різкіше змінюється потужність, споживана навантаженням при зміні напруги або частоти. При малих відхиленнях від режиму, що встановився, зміна потужності

де - коефіцієнти, кожен з яких характеризує регулюючий ефект навантаження по активній і реактивній потужностям при змінах напруги або частоти.

Представлення навантажень в розрахункових схемах. Узагальнені статичні характеристики є нелінійними залежностями між напругою і струмом навантаження. Крім того, визначення дійсної напруги в різних точках системи скрутно. Тому статичні характеристики при практичних розрахунках замінюються умовними, в яких активна і реактивна потужності навантаження прийняті незмінними. На рис. 4.3.3 така умовна характеристика показана лінією . Як видно з малюнка, при невеликих відхиленнях напруги від номінального значення в малих діапазонах розбіжності дійсних характеристик з умовними порівняно невеликі. Використовуючи трансформатори з РПН і інші регулюючі пристрої в межах діапазону регулювання, що розташовується,

Рис. 4.3.3. Узагальнені статичні характеристики Рис. 4.3.4. Залежність для порівняння

фактичні (P і Q)і умовна при незмінній потужності узагальнених статичних характеристик з

умовною при незмінних опорах

можна у багатьох випадках вважати, що режим роботи майже не залежить від підведеної до знижувальних трансформаторів напруги, тобто приймати незмінними активні і реактивні потужності і розрахунки режимів проводити по значеннях .

При значних змінах напруги на навантаженнях системи при розрахунках режимів навантаження зручно представити незмінними опорами при паралельному і послідовному з'єднаннях відповідно:

Як видно з рис. 4.3.4, представлення навантажень незмінними опорами дозволяє отримати близький збіг статичної характеристики по реактивній потужності з умовною лінією 2-2' при (див. рис. 4.3.3).

Таким чином, при розрахунках режимів, що встановилися, навантаження можна представити постійними активними і реактивними потужностями при невеликих відхиленнях напругу або постійними опорами при значних відхиленнях напруги.

Приведення схем до однієї напруги. Як правило, навантаження задаються на стороні низької напруги підстанцій і приєднуються до живлячої мережі через знижувальні трансформатори. Тому при розрахунках робочих

режимів за схемами заміщення заздалегідь значення струмів I, напруги U і опорів Z наводяться зі сторони вищої напруги по відомих виразах:

Тут величини з штрихами показують приведені значення, по яких проводяться розрахунки; - коефіцієнт трансформації.

Принципово приведення може робитися до будь-якої із сторін мережі.

Питання для самоперевірки

1. Які функції виконує балансуюча електростанція?

2. Як впливає зміна навантаження на потоки потужності в системі і напругу в різних її вузлах?

3. Що таке статичні характеристики споживачів і який характер вони мають?

4. Що визначають динамічні характеристики споживачів?

5. Чим характеризується регулюючий ефект навантаження?

6. Що дає заміна дійсних статичних характеристик умовними?

7. Яку попередню дію необхідно виконати перед розрахунком режимів за наявності трансформаторів?

Поиск по сайту: