Одноцепная передача

1. С АРВ ПД

, ,

1,426	1,44	1,441	1,438	1,444

0	0,626	1,022	1,551	1,985	2,423

2. С АРВ СД

,

1,331	1,339	1,339	1,335	1,338

0	1,002	1,636	2,481	3,169	3,869

Экспериментальная часть

№	δ	Eq	if	U2	P2	Q2
Двухцепная линия (Ручное регулирование)
1	40	150	1,24	120	58	20
2	50	146	1,26	121	80	16
3	60	140	1,26	123	92	12
Двухцепная линия (Автоматическое регулирование)
1	15	115	0,44	121	10	58
2	30	115	0,48	121	20	52
3	45	115	0,6	121	36	50
4	60	115	0,7	121	50	48
Одноцепная линия (Ручное регулирование)
1	10	116	0,56	121	8	40
2	30	116	0,6	121	20	40
3	50	116	0,72	121	36	36
4	60	116	0,76	121	44	32
Одноцепная линия (Автоматическое регулирование)
1	10	168	1,35	121	18	16
2	35	162	1,35	121	46	16
3	60	156	1,35	121	76	8

Двухцепная линия (Ручное регулирование)	Двухцепная линия (Авт. регулирование)
Одноцепная линия (Ручное регулирование)	Одноцепная линия (Авт. регулирование)

Ответы на контрольные вопросы.

1. Физическое моделирование является одним из основных способов моделирования, когда природа явлений при переходе от оригинала к модели сохраняется.

Моделирование обычно связано с уменьшением размеров оригинала до приемлемых величин модели с сохранением условий подобия.

Значительно более перспективным является другой вид моделирования, когда при сохранении в модели природы явлений оригинала обеспечивается подобие процессов в модели и в энергосистеме путем воспроизведения на модели существенных для изучаемых явлений параметров и характеристик отдельных элементов энергосистемы. Такое моделирование называют физическим или электродинамическим, подчеркивая этим, что применение вращающихся машин в модели позволяет воспроизводить на ней динамические процессы как в электрической, так и в механической части. Очень удобно для процессов на модели иметь натуральный масштаб времени. При этом скорости протекания процессов в модели и в энергосистеме будут одинаковыми и условия подобия этих процессов упрощаются. Для этого необходимо иметь одинаковыми только параметры отдельных элементов модели и энергосистемы, выраженные в относительных единицах.

2. Статистическая устойчивость – рассматриваемая при малых возмущающих воздействиях (изменения нагрузки, действия регулирующих устройств и т.д.)

Динамическая устойчивость – рассматриваемая при больших возмущающих воздействиях (отключение элементов электропередач, короткие замыкания и др.)

Результирующая устойчивость – рассматриваемая как способность системы восстанавливать исходный или близкий к исходному режим после кратковременного нарушения устойчивости.

3. Под шинами бесконечной мощности понимается источник с неизменным по фазе, величине и частоте напряжением, на которое не влияет величина отдаваемого им тока. Они могут рассматриваться как шины, к которым подключена машина бесконечной мощности или, другими словами, машина с внутренним сопротивлением, равным нулю, и бесконечной инерцией. Часто мощную электрическую систему рассматривают как шины бесконечной мощности.

4. Явнополюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, схожую с полюсами машины постоянного тока. При неявнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, незаполненное проводниками (так называемый большой зуб). Неявнополюсные конструкции применяются в быстроходных машинах, чтобы уменьшить механическую нагрузку на полюса.

Гидрогенератор — явнополюсный синхронный генератор, предназначенный для выработки электрической энергии в работе от гидравлической турбины (при низких скоростях вращения 50-600 об/мин).

Турбогенератор — неявнополюсный синхронный генератор, предназначенный для выработки электрической энергии в работе от паровой или газовой турбины при высоких скоростях вращения ротора (6000 (редко), 3000, 1500 об/мин.)

5. Способность системы восстанавливать исходный (или близкий к исходному) режиму после какого-либо возмущения.

6. В простейшем случае (регулятора возбуждения нет, неявнополюсный генератор работает через внешнее индуктивное сопротивление на шины неизменного напряжения) зависимость активной мощности генератора от угла определяется формулой

Из этого следует, что генератор вне зависимости от его номинальной мощности не может передать в систему более предела мощности

который, в свою очередь, зависит от внешнего сопротивления. При попытке в этих условиях выдать в систему мощность больше максимальной угол превосходит предельную величину, устойчивость нарушается, начинается асинхронный ход. Наличие предела – основная причина, ограничивающая передачу мощности по межсистемным связям в современных электрических системах и требующая применения все более высоких номинальных напряжений на линиях электропередач.

7. Если одновременно с увеличением активной мощности, выдаваемой генератором, увеличивать ток возбуждения так, чтобы напряжение на выводах генератора, поддерживалось постоянным, то предельное значение передаваемой активной мощности можно получить значительно большим, чем при постоянстве тока возбуждения.

8. АРВ синхронных генераторов осуществляется в основном с целью обеспечения заданного напряжения в электрической сети, а также для повышения устойчивости их параллельной работы на общую сеть. Различают АРВ пропорционального и сильного действия. АРВ пропорционального действия характеризуется изменением силы тока возбуждения пропорционально отклонению напряжения на зажимах машины от заданного значения (отрицательная обратная связь по напряжению). АРВ пропорционального действия не обеспечивает достаточной точности поддержания напряжения электрических станций, работающих на дальние линии электропередачи и в случаях, когда в системе имеются резкопеременные нагрузки, приводящие к значительным колебаниям напряжения. Тогда применяют АРВ сильного действия, при котором увеличение эффективности достигается введением регулирования возбуждения по отклонению напряжения, по производным от тока, напряжения, частоты и др., выбираемых в определенных соотношениях; характеризуется высоким быстродействием и большой мощностью системы возбуждения.

9. Зоной нечувствительности называют некоторую полосу изменения напряжения, при которой не происходит срабатывания регулирующей аппаратуры.

10. В данной работе предлагается заменить границу области устойчивости на границу предельных узловых мощностей энергосистемы.

Каждая из узловых мощностей может быть представлена как функция углов между напряжениями узлов:

где

предел мощности электропередачи;

_i - угол напряжения i – го узла ЭС;

Значения _i, отвечающие экстремумам узловых мощностей, можно получить, приравняв к нулю частные производные:

11. Угол между ЭДС основного генератора и шинами неизменного напряжения системы.

12. Для измерения угла используется стробоскопический эффект, и угол отсчитывается по шкале, находящейся на муфте, соединяющей генератор и двигатель (турбину).

13. Формальным признаком статической устойчивости электриче­ской системы может служить знак отношения приращения мощности к при­ращению угла. Если ΔР/Δδ > 0, то система устойчива, если это отношение отрицательно, то неустойчива. Переходя к пределу, можно записать критерий устойчивости простейшей системы:

Увеличение мощности турбины от значения Р₀ до Р'₀ (рис.11, а) приводит к возрастанию угла ротора до значения δ'₀ и уменьшению запаса статической устойчивости, который определя­ется следующим образом:

14. На величину предела передаваемой мощности весьма сильное влияние оказывает коэффициент мощности нагрузки. Чем меньше коэффициент мощности нагрузки при нормальном режиме работы, тем больше должна быть ЭДС генератора при заданном напряжении в конце системы и следовательно, тем выше будет предел передаваемой мощности

15. Существуют мероприятия, повышающие статическую устойчивость, но требующие некоторых капитальных вложений:

• применение быстродействующей системы возбуждения генераторов;

• использование синхронных компенсаторов на промежуточных подстанциях;

• использование статических тиристорных компенсаторов;

• продольная емкостная компенсация индуктивного сопротивления электропередачи с помощью статических конденсаторов и т. п.

Практически все эти мероприятия позволяют повысить и динамическую устойчивость.

16. Промежуточное подключение оказывает как положительное, так и отрицательное влияние на СУ электропередачи, так как зависит от параметров промежуточного подключения.

17.

19. Снижение напряжения узла нагрузки является фактором, ухудшающим СУ эл. Передачи, и чтобы учесть этот фактор часто строят характеристику U=f(P). Также для анализа СУ учитывают регулирующие эффекты нагрузки.

При анализе статической устойчивости электродвигателей и генераторов важно правильно выбрать математические модели нагрузки. Как правило, в практических расчетах статической устойчивости работы электрических машин нагрузку учитывают в виде статистических характеристик активной и реактивной мощностей по напряжению и частоте. Под статическими характеристиками нагрузки понимают зависимости ее активной и реактивной мощностей по напряжению и частоте, получаемые при настолько медленном изменении этих параметров, что можно не учитывать влияние факторов времени

20. Положительное влияние на СУ оказывают неизменные активные и индуктивные сопротивления, т.к.

;

;

Если нагрузка чисто емкость, то рег. Эффект по реактивному току окажется отрицательным, следовательно емкостная нагрузка оказывается отрицательное влияние на СУ.

21. Если в составе нагрузки значительная доля асинхронных двигателей, то при снижении напряжения на ней до определенного значения, называемого критическим, начинается лавинообразное снижение этого напряжения (“лавина напряжения”), приводящее к нарушению устойчивости генератора. Связано это с увеличением потребления асинхронными двигателями реактивной мощности после снижения напряжения на них ниже критического значения.

22. При изменении режима системы и связанного с этим, например, увеличением угла δ, как это было показано выше, снижается напряжение Uс на шинах приемной системы, а значит и на нагрузке. Снижение напряжения сопровождается, как правило, уменьшением как активной, так и реактивной мощностей потребляемых нагрузкой. Происходящее при этом уменьшение потоков мощности в сети, питающей нагрузку, уменьшает падения напряжения на ее элементах (генераторах, трансформаторах, линиях), что в некоторой степени поддерживает напряжение на нагрузке (шинах приемной системы), снижающееся при увеличении угла δ. Значительно большее влияние при этом оказывает степень изменения реактивной мощности нагрузки, а не активной, поскольку падения напряжения на индуктивных сопротивлениях элементов сети определяются прежде всего реактивными токами. Эффект влияния синхронной нагрузки на напряжение в точке ее включения получил название регулирующего эффекта нагрузки (РЭН). Так как влияние синхронной нагрузки на напряжение Uс на шинах приемной системы имеет стабилизирующий характер, то с учетом регулирующего эффекта нагрузки генератор будет иметь больший действительный предел момента. Таким образом РЭН благотворно сказывается на устойчивости генератора.