1.4 Построение угловых характеристик для явнополюсной и неявнополюсной машин

Угловой характеристикой называется зависимость , которая для разных типов машин имеют различный вид. Для неявнополюсной машины:

Для явнополюсной машины появляется составляющая двойного угла, обусловленная наличием явнополюсности:

Рисунок 5 – Угловые характеристики

Вывод.

Проведённый расчёт показал, что предельный угол электропередачи содержащей явнополюсную машину меньше 90 градусов, а амплитуда мощности больше амплитуды мощности электропередачи содержащей неявнополюсную машину. Разница в предельных углах и мощностях объясняется тем, что выражение мощности электропередачи содержащей явнополюсную машину помимо синусоидальной составляющей содержит составляющую двойного угла. Наличие этой составляющей сдвигает предельный угол в сторону уменьшения угла и увеличивает амплитуду мощности (рис. 5).

2 Определение действительного предела передаваемой мощности и коэффициента запаса статической устойчивости

Определить действительный предел передаваемой мощности электропередачи и коэффициента запаса статической устойчивости(при учёте регулирующего эффекта нагрузки). Принять

Если мощность приёмной системы соизмерима с мощностью электропередачи, то напряжение нагрузки не остаётся постоянным при изменениях режима работы электропередачи. При представлении приёмной системы некоторой нагрузкой и местной электростанцией оценка статической устойчивости передачи производится исходя из постоянства э.д.с. обоих станцийи. Увеличение угламежду векторами э.д.с., а следовательно, и угламеждуи ,сопровождается уменьшением промежуточных напряжений, в том числе и напряжения на шинах нагрузки. Если при построении характеристики передаваемой мощности исходить из выражения, то напряжениеследует считать переменным. Построив семейство синусоид для различных значений напряжения, действительную характеристику мощности, учитывая снижение напряжения нагрузки, можно получить переходя при увеличениис одной синусоиды на другую в соответствии с уменьшением напряжения. Действительная характеристика мощности в силу непрерывного уменьшения напряжения будет иметь падающий характер и, следовательно, максимум этой характеристики (т.н. действительный предел мощности) достигается при угле меньше 90 градусов.

Таким образом, под действительным пределом передаваемой мощности, в данном случае, принимается предел передаваемой мощности по электропередаче, когда мощность приёмной системы соизмерима с мощностью передающей системы.

Значение действительного предела мощности также получается меньше идеального предела мощности, т.е. амплитуды синусоиды, построенной при постоянстве напряжения исходного режима .

Влияние нагрузки на напряжение в точках её включения определяется, так называемым, регулирующим эффектом нагрузки, т.е. степенью снижения активной и реактивной нагрузки с уменьшением напряжения на её выводах, характеризуемой производными и.

Увеличение угла между передающей и местной электростанциями сопровождается снижением напряжения на нагрузке. Однако с уменьшением напряжения уменьшается и мощность, потребляемая нагрузкой, что в некоторой степени поддерживает напряжение нагрузки, снижающееся при увеличении угла. Влияние регулирующего эффекта нагрузки при представлении её шунтом постоянной проводимости (или сопротивления) на действительный предел передаваемой мощности довольно значительно и с ним приходится считаться в практических расчетах устойчивости.

Выполнение этого раздела, как и предыдущего, следует начинать с составления схемы замещения. По заданию схема является пятимашинной, которую следует преобразовать в двухмашинную. Приведённые параметры генератора G1, трансформаторов Т1, Т2 и линии, найденные в предыдущем пункте, могут быть использованы в этой схеме. Здесь же следует преобразовать участок схемы с генераторами G2, G3, трансформаторы Т3, Т4. в эквивалентный генератор G(2,3) и эквивалентный трансформатор Т(3,4).

Рисунок 6 – Схема замещения исследуемой электрической системы

Расчёт параметров G2,G3,Т3,Т4 производится по следующим формулам:

Рисунок 7 – Схема замещения электрической системы

Эквивалентные сопротивления участков схемы (рис.7) определяется по формулам:

;

Нагрузки в схему замещения следует вводить сопротивлением , поэтому заданную мощность нагрузкинеобходимо пересчитать в сопротивление:

где:

;

Действительный предел передаваемой мощности обычно определяется исходя из постоянства э.д.с. передающей станции и э.д.с. эквивалентной станции[2]. Поскольку по заданию передающая станция оборудована гидрогенераторами (явнополюсными машинами), а приёмная система – турбогенераторами (неявнополюсными машинами), то формула для определения действительного предела передаваемой мощности запишется в виде

где

‒собственная и взаимная проводимости, которые могут быть определены, в данном случае, методом единичных токов (преобразуем схему рис. 7 в схему рис. 8).

Рисунок 8 ‒ Схема замещения системы для определения собственных

и взаимных проводимостей

Суть метода единичных токов для определения проводимостей заключается в следующем. Пусть ток в ветви с сопротивлением равен единице (), тогда напряжение в точкеb (точке подключения нагрузки):

Ток, протекающий в ветви с сопротивлением :

Ток в ветви :

Напряжение в точке :

Собственная проводимость:

Взаимная проводимость:

Для проверки, собственную и взаимную проводимость необходимо определить методом преобразований. Способ преобразования, в данном случае, основывается на преобразовании трёхлучевой звезды (см. рис. 8) с лучами в эквивалентный треугольник. Это даёт возможность исключить узел, содержащий нагрузку, а следовательно, и напряжение, которое в данном случае является переменным (при изменении нагрузки оно меняется), т.е. свести трёхузловую схему к двухузловой. С другой стороны, с помощью такого преобразования удаётся найти выражение для определения взаимного сопротивления, поскольку оно будет равно соответствующей стороне эквивалентного треугольника, т.е.:

Собственное сопротивление может быть определено по формуле:

Тогда:

Сравнивая результаты двух методов, можно сделать вывод, что расчёт проведён верно.

Э.д.с. определяется по формуле:

где

Действительный предел передаваемой мощности:

Коэффициент запаса с учётом регулирующего эффекта нагрузки определяется по формуле:

Коэффициент запаса получился меньше, чем при идеальном пределе передаваемой мощности:

Влияние характеристик нагрузки, т.е. регулирующего эффекта нагрузки на действительный предел передаваемой мощности проявляется через собственные и взаимные проводимости, которые определяются с учётом сопротивлений нагрузки и местных генераторов.

Вывод.

Проведённый расчёт показал, что действительный предел передаваемой мощности больше идеального ), т.к. при расчёте идеального предела передаваемой мощности приёмная система считается системой бесконечной мощности, т.е. регулирующий эффект нагрузки не учитывается.