Характеристика мощности
2. Характеристика мощности
Рассмотрим схему электропередачи (рис. 2.1), в которой генератор работает через трансформатор и линию электропередачи на шины приемной системы, мощность которой настолько велика по сравнению с мощностью рассматриваемой электропередачи, что напряжение приемника U можно считать неизменным по абсолютному значению и фазе при любых условиях работы электропередачи. На рис. 2.2 дана схема замещения электропередачи, в которой элементы схемы представлены только их индуктивными сопротивлениями. Сумма индуктивных сопротивлений генераторов, трансформаторов и линий дает результирующее индуктивное сопротивление системы:
На рис. 2.3 показана векторная диаграмма нормального режима работы электропередачи, из которой ввиду равенства отрезков 
вытекает соотношение:
где 
- активный ток; 
— угол сдвига вектора э. д. с. 
относительно вектора напряжения приемной системы 
.
Умножая обе части равенства на 
,получаем:
,
Рекомендуемые материалы
или
|
| (2.1) |
где Р — активная мощность, выдаваемая генератором.
|
Рисунок 2.1 - Схема простейшей энергосистемы |
Рисунок 2.2 – Схема замещения простейшей энергосистемы |
|
| |
|
Рисунок 2.3 – Векторная диаграмма нормальною режима работы электропередачи. |
Рисунок 2.4 - Движение вектора э. д. с. генератора при ускорении генератора |
|
Рисунок 2.5 – Зависимость активной мощности от угла |
При постоянстве э.д.с. Е и напряжения U изменение передаваемой мощности Р может быть обусловлено лишь соответствующим изменением угла . Как известно, изменение мощности, отдаваемой генератором, на 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 (или направляющего аппарата у гидравлических турбин) мощность турбины возрастает и равновесие вращающего и тормозящего моментов турбины и генератора нарушается, что вызывает ускорение его вращения.
Обратите внимание на лекцию "1 Развитие истории как науки".
При ускорении генератора вектор э. д. с. Е на рис. 2.4 перемещается относительно вращающегося с неизменной угловой скоростью вектора напряжения приемной системы U. Связанное с этим увеличение угла и обусловливает согласно (2.1) соответствующее изменение мощности генератора Р, возрастающей до тех пор, пока она вновь не уравновесит увеличивающуюся мощность турбины. Таким образом, величиной, непосредственно определяющей значение активной мощности, отдаваемой генератором энергосистеме, является угол .
Как вытекает из уравнения (2.1), зависимость мощности от угла имеет синусоидальный характер (рис. 2.5) и, следовательно, с увеличением угла мощность Р сначала возрастает, но затем, достигнув максимального значения, начинает падать.
При данном значении э. д. с. генератора Е и напряжения приемника U существует определенный максимум передаваемой мощности:
|
| (2.2) |
Он может быть назван идеальным пределом мощности рассматриваемой простейшей электрической системы. Равновесие между мощностью турбины и генератора достигается лишь при значениях мощности, меньших 
, причем данному значению мощности турбины 
соответствуют, вообще говоря, две возможные точки равновесия на характеристике мощности генератора и, следовательно, два значения угла 
и 
(рис. 2.5). Однако в действительности устойчивый установившийся режим работы электропередачи возможен только при угле . Режим, которому на рис. 2.5 отвечает точка b на падающей части характеристики, неустойчив и длительно существовать не может, т.к даже при малом возмущении генератор выпадет из синхронизма.
