15.Порядок определения действительного предела мощности электропередачи с учетом статических характеристик комплексной нагрузки.

Действительный предел передаваемой активной мощности определяется как максимум характеристики мощности, построенной в зависимости от напряжения на шинах приемника (рис.6.3) или от угла (рис.6.2).

В последнем случае в качестве независимой переменной с одинаковым успехом может быть использован угол - между вектором э.д.с. передающей станции и вектором напряжения на шинах нагрузки или угол - между векторами э.д.с. и обеих станций – передающей и местной (рис.6.14).

Рис.6.14. Схема системы с двумя электростанциями

При представлении нагрузки ее статическими характеристиками построение характеристики передаваемой мощности сводится к ряду обычных расчетов установившихся режимов.

Например, пусть для схемы, изображенной на рис.6.14, известны условия нормального режима работы системы. Тем самым уже определена первая точка искомой характеристики.

Для определения второй точки характеристики, которая должна быть получена при увеличенном значении передаваемой мощности нужно задаться некоторым новым значением активной мощности местной станции , несколько меньшим, чем в нормальном режиме (при увеличении передаваемой мощности и постоянстве э.д.с. напряжение на шинах нагрузки падает, следовательно, уменьшаются и ).

Поскольку соответствующее изменение реактивной мощности местной станции непосредственно установлено быть не может, приходиться задаваться несколькими произвольными значениями и для каждого из них произвести расчет установившегося режима работы системы.

Для выполнения таких расчетов необходимо знать для какой-либо точки системы значения активной, реактивной мощностей и напряжения.

На рис.6.14 исходной величиной является неизменное значение э.д.с. местной станции.

Таким образом, при фиксированных значениях и варьировании величиной можно получить ряд значений напряжения на шинах нагрузки, а по статическим характеристикам нагрузки соответствующие - и . Далее, по значениям и определяют соответствующие значения и .

Построив график зависимости найденных значений от переменной (рис.6.15) в точке пересечения графика с горизонтальной прямой определяют истинное значение , далее и при принятом значении .

Рис.6.15. Зависимость э.д.с. от напряжения на шинах нагрузки

Значение мощности передающей станции и напряжения (или угла ) определяют в этом режиме вторую точку искомой характеристики или .Задаваясь дальнейшим уменьшением мощности местной станции и повторяя расчеты в указанной выше последовательности, можно получить третью точку характеристики и т.д.

Построенная таким образом искомая характеристика имеет вид, изображенный на рис.6.16, а или рис.6.16, б.

Рис.6.16. Характеристики передаваемой активной мощности в зависимости:

а) от напряжения ; б) от угла

Касательная к характеристике рис.6.16, б) дает значение синхронизирующей мощности при нагрузке, заданной статическими характеристиками. Синхронизирующая мощность становится равной нулю, когда достигается амплитуда характеристики мощности при .

Равенство нулю является формальным признаком неустойчивости в рассматриваемых условиях.

Подобным же образом решается задача и для схемы с несколькими нагрузками, заданными их статическими характеристиками (рис.6.17).

Рис.6.17. Схема замещения системы с несколькими нагрузками

При представлении нагрузок постоянными сопротивлениями (см. рис.6.18) задача построения характеристики мощности и определения действительного предела мощности существенно упрощается.

Рис.6.18. Представление нагрузок постоянными сопротивлениями

в схеме замещения системы

В § 2.4 было установлено, что в случае, когда схема замещения связей между источниками напряжения (э.д.с.) комбинируется из активных и индуктивных сопротивлений, которые не зависят от напряжения и тока, то ток и мощность источника (станции) определяется через собственные и взаимные проводимости ветвей системы.

Вычислив для передающей станции на рис.6.18 собственную и взаимную проводимости и можно записать зависимость мощности передающей станции от угла в виде

. (6.1)

Эта зависимость вытекает из (2.9) при подстановке и .

Максимум этой характеристики

(6.2)

дает значение действительного предела мощности.

Таким образом, при представлении нагрузок постоянными сопротивлениями можно не интересоваться характером изменения напряжения приемника. Влияние характеристик приемника на действительный предел мощности в выражении (6.2) проявляется через модули собственной и взаимной проводимостей, которые определяются с учетом сопротивлений нагрузок и местных генераторов.

Следует отметить, что реактивная мощность комплексной нагрузки с уменьшением напряжения на ее шинах сначала относительно быстро уменьшается, а затем все медленнее и медленнее и , наконец, начинает даже возрастать.

Передача нагрузке больших реактивных мощностей от генераторных станций при низком напряжении осуществлена быть не может, так как амлитуды передаваемых активной и реактивной мощностей при снижении напряжения уменьшаются.

Этой ситуации не возникает при представлении нагрузки постоянным сопротивлением, поскольку активная и реактивная мощности такой нагрузки непрерывно падают с уменьшенияем напряжения по квадратичной зависимости и здесь всегда оказывается возможным сбалансировать активную и реактивную мощности нагрузки с помощью генераторов.

Совершенно разные результаты, получаемые при больших углах и низких напряжениях в случае представления нагрузки ее статическими характеристиками, с одной стороны, и постоянным сопротивлением - с другой, не исключает возможности совпадения режимов при достаточно высоких уровнях напряжения на шинах приемника в этих двух случаях.

Этому способствует примерно одинаковое значение регулирующего эффекта нагрузки по реактивной мощности при значении напряжения, близ-ком к номинальному, достигающее для комплексной нагрузки и для нагрузки, представленной неизменным комплексным сопротивлением - .

На рис.6.19 показаны характеристики активной мощности в зависимости от угла для одной и той же системы, но при различном представлении нагрузки.

Как видно, начальный режим работы при угле и в обоих случаях один и тот же. Значительное расхождение характеристик активной мощности имеет место лишь при приближении к действительному пределу мощности.

Следовательно, в ориентировочных расчетах, по-видимому, можно допустить представление нагрузки постоянным комплексным сопротивлением, значительно упрощающее расчеты.

Однако, когда нужно иметь надежные результаты, следует использовать статические характеристики нагрузки.

Рис.6.19. Определение действительного предела мощности

при различных способах задания нагрузки:

1) задание нагрузки статическими характеристиками;

2) задание нагрузки постоянным сопротивлением