Глава 3.

Устойчивость узлов нагрузки. Основные понятия и определения.

Узел нагрузки – группа разнородных потребителей подключенных к шинам электростанций или подстанций

Рассмотрим данные нагрузки различных отраслей.

Таблица 3.1

Вид нагрузки	Крупные % АД 6-10кв	Мелкие АД %	Крупные СД 6-10кв %	Освещ. печи Быт %
типовая	15	35	9	41
н/х	20	48,5	27	4,5

Поведение узлов определяет двигательная нагрузка. И самая капризная – асинхронная нагрузка.

Статические характеристики-любые зависимости.

Р(U); Q(U).

P(t); Q(f) .

Снятые при бесконечно медленном изменении. Могут быть и другие, но нас интересуют эти.

Динамические характеристики:

.

Рисунок 3.1 Критерий устойчивости.

Регулирующий эффект нагрузки – степень изменения активной или реактивной мощности при изменении напряжения, либо частоты.

.

П.Рассмотрим нагрузку, лампочку.

.

Рисунок 3.2 Лампа.

Рисунок 3.3 Характеристика термической нагрузки.

Пример: Р_н=1.

U₁₌1.

.

При снижении напряжения потребляемая мощность снижается, что сказывается отрицательно.

- понятие дефицит активной мощности связано с изменением. частоты.

.

- снижается напряжение.

Осветительная нагрузка:

Рисунок 3.4 Характеристика осветительной нагрузки.

Рисунок 3.5 Характеристика люминесцентной лампы.

Осветительная нагрузка в дальнейшем будет нам не интересна.

Статическая устойчивость асинхронной нагрузки. Критерии устойчивости.

Рисунок 3.6 Схема замещения асинхронного двигателя.

.

Рисунок 3.7 Характеристика моментов.

Критерии устойчивости.

Т .1

(+) – ускорение.

. (-)

. (-) – торможение.

Т.1 – устойчив.

Рисунок 3.7 Определение устойчивости.

Т.2

(-) – торможение до остановки.

- ускоренный переход в Т.1

Т.2 – не устойчив.

.

- прямой или практический критерий.

Пример.

.

.

Рисунок 3.9 Применение практического критерия устойчивости.

Рисунок 3.10 Неустойчивость режима.

не уст.

Характер процесса можно увидеть, решив дифференциальное уравнение.

.

.

.

Пример: C₁>0; .

.

С₁<0.

Рисунок 3.11Характер переходного процесса.

Вторичные критерии устойчивости.

Для узла нагрузки можно снять зависимость:

Q(u) и P(u).

Зависимость реактивной мощности для двигателя:

Рисунок 3.12 Схема замещения асинхронного двигателя.

Q=Q_s +Q_μ.

Q_μ= ; Q_s=I²_s·x_s.

P= .

P= const.

.

S≡I²_s (u).

Q_s(u)≡S(u).

Механическая характеристика, выражающаяся формулой Клосса:

Рисунок 3.13 Снижение напряжения на асинхронном двигателе.

Рисунок 3.14 Изменение скольжения.

.

Переходим к узлу нагрузки.

Рисунок 3.15 Вторичный критерий устойчивости.

Неустойчив только в точке перехода (u_кр)

При дальнейшем снижение напряжения – остановка двигателя.

[u u_кр]- при питании от источника конечной мощности возможна лавинообразное снижение, или «лавина напряжения».

Критерии Жданова.

Рисунок 3.16 Расчётная схема.

Рисунок 3.17 Критерий Жданова.

Устойчивость нагрузки при соизмеримой мощности системы.

В этом случае напряжение на шинах двигателя зависит от режима.

Рисунок 3.18 Связь с системой конечной мощности.

Рисунок 3.19 Эквивалентный асинхронный двигатель.

x_Σ=x_s+x_c .

Таблица 3.2 Эквивалентные велечины.

экв. АД	двиг.

Рисунок 3.20 Устойчивость при питании от системы конечной мощности.

В этом случае критерием устойчивости является:

Критический режим.

_{= .}

Рассмотрим критический режим: = = E_скр= .

E_скр>E.

Q₀= = ; Q₀=P_{0. .}

Рисунок 3.21 Расчётная схема замещения.

U_кр= <1.

k_u= (+).