4. Представление генераторов.

Простейшая схема замещения синхронного генератора и соответствующая ей векторная диаграмма :

Напряжение на шинах генератора меньше его ЭДС, т. е. U<E_q. Сопротивление генератора и его ЭДС учитываются при расчетах переходных процессов. В расчетах установившихся режимов электрических сетей и систем генератор, как правило, представляется источником тока, подключенным к шинам генераторного напряжения.

Источники тока, соответствующие генераторам электрических станций, могут задаваться при расчетах на ЭВМ установившихся режимов следующим образом.

1. Постоянные мощности:

P_r=cosnt,Q_r=const. Задание постоянной активной мощности соответствует реальным условиям работы генераторов в электрической системе с учетом действия системы регулирования частоты.

Задание постоянной реактивной мощности не соответствует реальному управлению в электрической системе, так как на генераторах нет регуляторов реактивной мощности.

Задание Q_r=const часто бывает необходимо при расчетах установившихся или оптимальных режимов, например в тех случаях, когда Q_r необходимо принять равным его предельному значению. Обычно для узлов генерации при фиксированных Р_г и Q_r неизвестны модуль и фаза напряжения узла U_г и δ_г (либо действительная и мнимая составляющие напряжения (U_г' и U_г'').

2. Постоянные активная мощность и модуль напряжения

P_r=const,U_r=const. В этом случае переменными являются, как правило, реактивная мощность и фаза напряжения.

Узлы со свободной реактивной мощностью при Р_г=0 соответствуют синхронным компенсаторам, а при Р_г≠=0 - генераторам. Такие узлы называют балансирующими по реактивной мощности. Задание постоянного модуля напряжения при Q=var соответствует реальным условиям работы генераторов или синхронных компенсаторов с регуляторами напряжения, поддерживающими U_r=const.

3. Постоянные модуль и фаза напряжения

U_r=const, δ_г=const. В таком узле переменные — это активная и реактивная мощности, т. е.P_r=var,Q_r=var.

Этот способ задания исходных данных соответствует узлу, одновременно балансирующему по активной и реактивной мощностям и базисному по напряжению. Такой узел будем называть балансирующим.

Введение балансирующего узла — это допущение, вызванное особенностью нелинейных уравнений установившегося режима. Эта особенность состоит в том, что невозможно точно задать мощности во всех узлах, удовлетворяющие условию баланса Р в системе, так как потери мощности не могут быть точно определены до расчета установившегося режима.

5. Падение и потеря напряжения в линии

Ниже приведена схема замещения и векторная диаграмма для линейных напряжений в начале и в конце линииU₁ и U₂.

П

(8)

адение напряжения —геометрическая (векторная) разность между комплексами напряжений начала и конца линии. На рисунке падение напряжения — это вектор AB, т. е.

Продольной составляющей падения напряжения ΔU₁₂^К называют проекцию падения напряжения на действительную ось или на напряжение U₂, ΔU₁₂^К = AC.

Поперечная составляющая падения напряжения δU₁₂^К - это проекция падения напряжения на мнимую ось: δU₁₂^К = СВ.

Т

(9)

аким образом

Потеря напряжения — это алгебраическая разность между модулями напряжений начала и конца линии,U₁ - U₂ = AD.

Если поперечная составляющая δU₁₂^К мала (например, в сетях U<110 кВ), то можно приближенно считать, что потеря напряжения равна продольной составляющей падения напряжения.

Расчет режимов электрических сетей ведется в мощностях, поэтому выразим падение напряжения и его составляющие через потоки мощности в линии.

Для случая, когда известны значение мощности в конце линии S₁₂^К[кВА] и напряжение в конце линии U₂[кВ] выразим ток в линии I₁₂ [А]:

I

(10)

₁₂ =S₁₂^К/( √3*U₂)

П

одставим (10) в (9), получим:

Приравняв в (11) действительные и мнимые части, получим выражения продольной и поперечной составляющих падения напряжения [В] по данным конца линии:

Напряжение в начале линии

гдеU_г известно;ΔU₁₂^К,δU₁₂^Копределяем из (12).

Соответственно модуль и фаза напряжения в начале линии :

Определение напряжения в начале линии по данным конца по выражениям (13), а также (12) эквивалентно использованию закона Ома.