4.Характеристика передаваемой мощности при простой связи генератора с приемной системой неограниченной мощности. Идеальный предел мощности.

(3)

Рассмотрим схему электропередачи (рис.2.3), в которой генератор ра- ботает через трансформатор и линию электропередачи на шины приемной

системы, мощность которой настолько велика по сравнению с мощностью электропередачи, что напряжение приемной системы можно считать не-

и зменным по абсолютному значению и фазе при любых условиях работы электропередачи (на практике это условие выполняется, когда мощность приемной системы превышает мощность электропередачи не менее, чем в 5-7 раз).

Рис.2.3. Схема электропередачи:

а) принципиальная; б) замещения

На рис.2.3, б приведена схема замещения электропередачи, в которой активные сопротивления и сопротивления емкостной утечки опущены.

Сумма индуктивных сопротивлений генератора, трансформаторов и воздушной линии дает результирующее сопротивление системы

.

На рис.2.4 показана векторная диаграмма нормального режима работы электропередачи, из которой ввиду равенства отрезков и вытекает соотношение , где - активная составляющая полного тока, - угол сдвига вектора э.д.с. относительно вектора напряжения приемной системы

Рис.2.4. Векторная диаграмма нормального режима работы электропередачи

Умножая обе части равенства на , получим

(2.1)

где -активная мощность выдаваемая генератором.

При постоянстве э.д.с и напряжения изменение передаваемой мощности может быть обусловлено лишь соответствующим изменением угла .

Как известно, изменение мощности, отдаваемой генератором, на электро-

станции осуществляется воздействием на регулирующие органы турбины.

В исходном режиме мощность турбины уравновешивается мощностью генератора, который вращается с неизменной частотой вращения.

По мере открытия регулирующих клапанов мощность турбины возраста-

ет и равновесие вращающего момента турбины и тормозящего момента ге-

нератора нарушается, чем вызывается ускорение его вращения.

При ускорении генератора вектор э.д.с. (см. рис.2.5) перемещается относительно вращающего с неизменной угловой скоростью вектора напряжения приемной системы . Связанное с этим увеличение угла обусловливает согласно (2.1) соответствующее изменение мощности генератора , возрастающей до тех пор, пока она вновь не уравновесит увеличивающуюся мощность турбины.

Рис.2.5. Движение вектора э.д.с. генератора при ускорении ротора

Таким образом, величиной, непосредственно определяющей значение активной мощности, отдаваемой генератором в приемную систему, является угол .

Как вытекает из уравнения (2.1) зависимость (или угловая характеристика) имеет синусоидальный характер (рис.2.6) и , следователь-

н о, с увеличением угла мощность сначала возрастает, но затем, достигнув максимального значения, начинает падать.

Рис. 2.6.Зависимость передаваемой активной мощности от угла

При данном значении э.д.с. генератора и напряжения приемной системы существует определенный максимум передаваемой активной мощности , (2.2)

который может быть назван идеальным пределом мощности рассматриваемой простейшей электрической системы.

Равновесие между мощностями турбины и генератора достигается лишь при значениях мощности, меньших , причем данному исходному значению мощности турбины соответствует, вообще говоря, две возможные точки равновесия на угловой характеристике мощности генератора, и, следовательно, два значения угла и (рис.2.6).

Однако, устойчивый установившийся режим работы электропередачи в действительности возможен только при угле .

Режим, которому на рис.2.6 соответствует точка на падающей части угловой характеристики, неустойчив и длительно существовать не может.