19. Основные преимущества энергосистем.

Для элэнергетической сис-мы как объекта управл-я хар-ны наличие большого числа сложных прямых и обратных связей м/у многочисленными ее эл-ми и целевая направленность процесса функционирования. Элэнергетические сис-мы относ-ся к категории больших сис-м кибернетического типа. Управление ими должно строиться с учетом сложных взаимосвязей энергетики с другими отраслями, биосферой и соц факторами. В сис-ме управл-я эл энергетикой важное значение имеют ЭВМ. Роль их по мере технич-го развития энергетич-х сис-м возрастает. При этом функции человека становятся более ответственными и творческими.В эл энергетических сис-мах вся получаемая энергия немедленно потребляется. Непосредственные колебания эл нагрузки компенсируются за счет изменения кинетической энергии вращения ротора генератора. Если нагрузка увеличивается, то мощность, вырабатываемая эл генератором, возрастает. При этом ротор притормозится и его кинетическая энергия уменьшится. Снижение нагрузки приведет к увеличению кинетической энергии ротора генератора. Энергетической сис-ме свойственна динамичность. Она проявл-ся в быстрых реакциях на любые изменения состояния сис-мы. Появление возмущений в сис-ме обусловлено многими причинами: случайными атмосферными воздействиями, кз, изм-ми нагрузки, откл-ми отдельных эл-тов (линий, тр-ров, генераторов) и т.д. Под влиянием больших и малых возмущений происходит изменение состояния системы. Колеблются напряжение и частота, меняются потоки мощности по соединительным линиям и т.д. Современные энергетические сис-мы обладают высокой степенью организованности благодаря насыщенности автоматическими управляющими элементами.

20 Расчет линии с нагрузкой на конце по потере напряжения

Рассмотрим простейшую линию трехфазного тока с симметричной нагрузкой на конце (рисунок 1).

Рис.1

Нагрузка задана либо током I и cosj при фазном напряжении U _2ф на конце линии, либо мощностью S = P + jQ.

Расчет проводится с помощью векторной диаграммы токов и напряжений для одной фазы линии, что допускается, так как нагрузка во всех фазах симметрична.

Рис.2 - Векторная диаграмма линии с нагрузкой на конце

Известны ток нагрузки I, cosj и напряжение U_2ф. Необходимо определить U_1ф. По действительной оси откладываем вектор заданного напряжения в конце линии U_2ф (ОА). Из начала координат откладываем вектор тока I под углом j. Его активная составляющая направлена по действительной оси I_а, а реактивная составляющая γ- по мнимой оси в отрицательном направлении. Таким образом, при принятом расположении вектора напряжения и тока на векторной диаграмме знак минус у мнимой части комплекса тока характеризует индуктивный (отстающий) ток нагрузки потребителя.

Далее из точки А откладываем параллельно вектору тока I вектор падения напряжения в активном сопротивлении линии IR (АВ) и под углом 90⁰ к нему в сторону опережения – вектор падения напряжения в реактивном сопротивлении IX (ВС). Соединив точку А с точкой С, получим вектор полного падения напряжения в рассматриваемой линии IZ (АС). Чтобы найти напряжение U_1ф, соединим точку С с началом координат, получаем вектор фазного напряжения в начале линии U_1ф (ОС).

Падение напряжения в линии

IZ =

может быть разложено на составляющие:

а) продольную DU_ф= АD

б) поперечную d U_ф= DC т.е. IZ = DU_ф+ jd U_ф

Определим эти составляющие.

Для этого опустим перпендикуляры из точек

В и С на действительную и мнимую оси.

В результате получим отрезки:

АЕ = IRcosj; ED = BF = IXsinj;

CF = IXcosj; BE = DF = IRsinj.

Отсюда продольная составляющаяDU_ф= AD = AE + ED = IRcosj + IXsinj = I_аR + I_rX (8.1)

d U_ф= DC = CF - DF = IXcosj - IRsinj = I_аX + I_rR (8.2)

Напряжение в начале линии

1ф = U2ф+ DU_ф+ jdU_ф,

а модуль напряжения

U_1ф= . (8.3)

При расчете сетей 35 кВ и ниже обычно вводятся упрощения, заключающиеся в том, что напряжение в начале линии определяют не по падению напряжения, а по потере напряжения. Под потерей напряжения понимают алгебраическую разность абсолютных значений напряжений в начале и в конце линии.

ля определения потери напряжения на диаграмме совместим отрезок ОС с осью действительных величин (отрезок О ).

Отрезок А = О - ОА = U_1ф- U_2ф

представляет собой потерю напряжения.Так как для сетей 35 кВ и ниже углы между U_1фи U_2фочень малы, а значит мал и отрезок D , то можно считать, что потеря напряжения приблизительно равна продольной составляющей падения напряжения

АD » A » DU_ф» IRcosj + IXsinj (8.4)

Потеря линейного напряжения

DU = DU_ф= I(Rcosj + Xsinj) . (8.5)

Векторная диаграмма линейных напряжений будет выглядеть аналогично диаграмме фазных напряжений.

При задании нагрузки активной и реактивной мощностью Р+jQ величина потери напряжения определяется следующим образом

Так как I = Icosj = и I = Isinj = , то, подставив эти значения в (4.5), получим

DU = (IRcosj + IXsinj) = ,