1.3. Технологические особенности энергосистем

Основными особенностями энергосистем являются следующие.

лектроэнергия практически не аккумулируется. Производство, преобразование, распределение и потребление происходят одновременно и практически мгновенно. Поэтому все элементы энергосистемы взаимосвязаны единством режима. В энергосистеме в каждый момент времени установившегося режима сохраняется баланс по активной и реактивной мощностям. Невозможно произвести электроэнергию не имея потребителя: сколько выработано электроэнергии в данный момент, столько ее и отдано потребителю за вычетом потерь. Ремонты, аварии и т. д. приводят к снижению количества электроэнергии, выдаваемой потребителю (при отсутствии резерва), и, как следствие, к недоиспользованию установленного оборудования энергосистемы.

Относительная быстрота протекания процессов (переходных): волновые процессы - (10^-3-10^-6) с, отключения и включения – 10^-1 с, короткие замыкания - (10^-1 - 1) с, качания - (1 - 10) с. Высокие скорости протекания переходных процессов в энергосистемах обусловливают необходимость использования автоматики в широких пределах вплоть до полной автоматизации процесса производства и потребления электроэнергии и исключение возможности вмешательства персонала.

Энергосистема связана со всеми отраслями промышленности и транспорта, характеризующимися большим разнообразием приемников электроэнергии.

Развитие энергетики должно опережать рост потребления электроэнергии, иначе невозможно создание резервов мощности. Энергетика должна развиваться равномерно, без диспропорций отдельных элементов.

1.4. Преимущества объединения электростанций в энергосистему

При объединении электростанций в энергосистему достигается [1]:

- снижение суммарного резерва мощности;

- уменьшение суммарного максимума нагрузки;

- взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений мощностей электростанций;

- взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений нагрузок потребителей;

- взаимопомощь при ремонтах;

- улучшение использования мощностей каждой электростанции;

- повышение надежности электроснабжения потребителей;

- возможность увеличения единичной мощности агрегатов и электростанций;

- возможность единого центра управления;

- улучшение условий автоматизации процесса производства и распределения электроэнергии.

1.5. Электроустановки. Номинальные данные установок

Электроустановки (ПУЭ, I.1-3) - установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Они разделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и свыше 1000 В.

Номинальными (ПУЭ, I.1-24) током, напряжением, мощностью, коэффициентом мощности и т. д. электроустановки являются паспортные данные (практически это данные, при которых работа электроустановки наиболее экономична).

1.5.1. Номинальные напряжения

Шкала номинальных линий напряжений в киловольтах электроустановок трехфазного переменного тока частотой 50 Гц приведена в табл. 1.

редставление мощных энергосистем в качестве источников бесконечной мощности безусловно является идеализацией реального процесса, в котором любое изменение параметров режима влияет на всю сеть. Однако изменения параметров установившихся режимов питающих энергосистем при изменении мощностей узлов сети мало (меньше точности расчета параметров установившегося режима питающих энергосистем) и ими можно пренебречь.

Таким образом. Узлы связи с питающими мощными энергосистемами для данного района электрической сети можно рассматривать как шины бесконечной мощности. Такие узлы называются базисными или балансирующими и при расчетах установившихся режимов района электрической сети задаются неизменными векторами напряжений. Обычно при расчетах установившихся режимов в электрической сети бывает один базисный узел, в этом случае он задается модулем напряжения с нулевым углом U_баз. При необходимости в сети можно ввести несколько базисных узлов. Которые могут быть заданы различными мо дулями и углами напряжений: , и т.д.

Источниками конечной мощности для района электрической сети могут служить одна или несколько электростанций, находящихся непосредственно в рассматриваемом районе. При этом необходимо учитывать взаимное влияние режимов работы электростанций и узлов нагрузок района электрической сети при любом соотношении мощностей источников и потребителей электроэнергии, поскольку любое изменение параметров режима влияет на сеть в целом.

В этом случае при расчетах установившихся режимов района электрической сети электрические станции задаются неизменными активными мощностями, как правило, номинальными, и реактивными мощностями, которые могут меняться в диапазоне от Q_max до Q_min.

Максимальное значение реактивной мощности генератора Q_max ограничивается по максимальному току статора генератора и определяется минимальным (номинальным) сosφ_ном. Дальнейшее снижение сosφ_г при неизменной номинальной активной мощности генератора привело бы к увеличению выдачи генератором реактивной и, соответственно, полной мощности. При этом ток в статорной обмотке генератора превысит номинальный, а длительная работа генератора в таком режиме приведет к повышенному нагреву генератора. Поэтому при расчетах установившихся режимов максимальная реактивная мощность ограничивается значением Q_max, которому соответствуют номинальные сosφ_ном и ток генератора I_ном
г.

Минимальное значение реактивной мощности генератора ограничивается по минимальному току ротора генератора и определяется максимальным сosφ_max (~0,95). Дальнейшее снижение тока возбуждения генератора привело бы к значительному снижению ЭДС статорной обмотки и снижению выдачи генератором активной мощности генератора ниже номинальной.

;