3.Параметры элементов электрических систем при асинхронных режимах

Генераторы. При больших изменениях скорости электромагнитный вращающий момент и мощность, отдаваемая синхронными машинами в генераторном режиме и соответственно получаемая в двигательном режиме, будут зависеть не только от величины угла, но и от скорости его изменения. В этом случае упрощенно представляют полный электромагнитный момент М синхронной машины двумя составляющими: синхронной (Мс_н) и асинхронной (М_аС), причем M_сн+ M_ас = М. Соответственно мощность Р_сн+ Р_ас = Р. При этом приближенно можно считать, что наличие возбуждения не оказывает никакого влияния на составляющую Рас, т. е. что при расчетах можно привести наложение синхронных и асинхронных моментов и соответственно мощностей.

Составляющая Мсн зависит от параметров машины, тока возбуждения, приложенного напряжения и величины угла δ, а составляющая Мас - от параметров машины, приложенного напряжения, угла δ и скорости его изменения, т.е. скольжения (s= -dδ\dt).

При больших скольжениях выраженный в относительных единицах синхронный вращающий момент на валу генератора не будет равен его внутренней мощности и должен определяться как М_сн — P_сн\(1-s).

Кроме того, необходимо учесть, что при непрерывном изменении угла 6 значения М_сн и Р_сн не будут величинами постоянными, как при синхронном режиме, а будут изменяться, меняя свою величину и знак, поэтому их иногда называют знакопеременными составляющими.

Асинхронную составляющую момента М_ас и соответственно мощности Р_асможно определять при упрощающих предположениях, принимая, что машина симметрична в электрическом и магнитном отношениях и ее параметры по продольной и поперечной осям одинаковы: T_q = Td; x_q = x_d; x_q = х_d*

При положительных значениях скольжения s синхронный генератор, работая как асинхронный двигатель, потребляет мощность, г при отрицательных, работая как асинхронный генератор, выдает ее в сеть.

Первичные двигатели. Характеристики и параметры первичного двигателя имеют существенное значение при анализе асинхронных режимов. В первую очередь важно знать зависимость момента (или мощности) от скорости и ускорения агрегата. Под моментом (или мощностью) первичного двигателя при рассмотрении асинхронных

режимов следует понимать результирующий момент, т.е. собственно момент (или мощность), развиваемый турбиной и уменьшенный на величину потерь, имеющихся как в механической части, так и непосредственно в генераторе.

В отдельных случаях момент, соответствующий потерям в турбине и генераторе, оказываясь больше момента, развиваемого турбиной, играет решающую роль в движении агрегата. В этих случаях результирующий вращающий момент первичного двигателя окажется тормозящим, хотя турбина и будет давать ускоряющий момент. Следует иметь в виду, что в процессах, протекающих при скорости вращения ротора, отличной от синхронной, результирующий момент, создаваемый первичным двигателем, может быть направлен как согласно е асинхронным моментом, например при разгоне со скоростью ω < ω_O так и встречно с ним — при разгоне со скоростью ω > ω₀.

При полном закрытии направляющего аппарата или клапанов турбины результирующий момент первичного двигателя может существенно отличаться от нуля за счет наличия момента, обусловленного потерями. При замене нескольких

агрегатов, генераторы которых работают асинхронно, одним эквивалентным большое значение имеют параметры систем регулирования (Тs,σ)

Нагрузка. Поведение нагрузки имеет большое значение для определения допустимости асинхронного хода в системе. Понижение напряжения при асинхронных режимах может вызвать

опрокидывание двигателей нагрузки (лавину напряжения). Колебания напряжения на шинах нагрузки, происходящие во время

асинхронного хода крупного генератора ил группы генераторов, могут привести к колебаниям светового потока осветительных установок.

При асинхронном режиме в составе напряжения, подведенного к нагрузке, будет несколько (по по меньше мере 2) различных частот переменного тока, отличных от нормальной частоты fо.

Асинхронные двигатели нагрузки будут реагировать на это изменение частоты, равно как и на изменение напряжения (которое, как правило, будет пониженным), и, следовательно, будут изменять свою мощность и скорость. Однако расчеты по определению мощности двигателей и их поведения при асинхронном ходе части генераторов системы могут в первом приближении производиться без учета появления нескольких составляющих в мгновенных значениях частоты. Расчеты первого приближения можно проводить, исходя только из понижения напряжения и изменений его огибающих с частотой асинхронных колебаний, принимая, что частота мгновенных изменений тока и напряжения равна f₀.

Линии электропередачи, сеть. Схемы замещения ЛЭП, трансформаторов и других неподвижных элементов системы при асинхронном ходе одного генератора или части ее генераторов, не влияющих на всю систему настолько сильно, чтобы вызвать в ней заметное отклонение частоты, не изменяются. При выявлении в процессе анализа значительных изменений частоты следует уточнять расчеты, изменяя индуктивные сопротивления в ω\ωо раз и емкостные сопротивления в ω\ωо раз. Расчеты при этом усложняются, поскольку при использовании способа

последовательых интервалов требует изменений всех сопротивлений в каждом интервале.

Расчеты асинхронных режимов систем в связи с некоторой неопределенностью параметров, входящих в расчетные уравнения, целесообразно выполнять приближенно, при вариации параметров. Сложная система при асинхронном ходе одного из ее генераторов (или станции) обычно приводится к более простой схеме.