Влияние нагрузки на статическую устойчивость системы электроснабжения

При определении предела мощности, передаваемой в простей­шей электрической системе, предполагалось, что напряжение на шинах приемной системы постоянно при всех изменениях режима работы электропередачи. Такое предположение можно считать справедливым только в том случае, когда мощность питающей сис­темы в 8—10 раз больше мощности приемной системы. Однако при­емная система может представлять собой местную электростанцию (рис. 43), мощность которой соизмерима с мощностью питающей системы. В этих случаях напряжение на шинах приемной системы зависит от режима работы питающей системы и нагрузки.

Рис. 43. К объяснению влияния на­грузки на устойчивость электрической системы

Если считать, что э. д. с. генераторов станций питающей сис­темы постоянна, то при изменении передаваемой по ЛЭП мощности будут меняться углы δ₁ и δ₂, а также угол δ₁₂ = δ₁ - δ₂. Это, в свою очередь, вызовет изменение напряжения на шинах приемной системы. При увеличении передаваемой по ЛЭП мощности это на­пряжение падает, что вызывает уменьшение предела передаваемой мощности   Зависимость Р (δ) в данном случае может быть представлена кривой 2 (рис. 44) в отличие от идеальной характеристики 1, когда Е и U постоянны.

Рис. 44. Идеальная (1) и дей­ствительная (2) угловые харак­теристики мощности электриче­ской системы

Чем больше снижается напряжение на шинах приемной системы при увеличении переда­ваемой мощности, тем меньше действительный предел мощности.

Степень снижения напряжения на шинах приемной системы зависит от свойств нагрузки, подключенной к этим шинам. Влия­ние свойств нагрузки на напряжение приемной системы определя­ется регулирующим эффектом нагрузки, под которым понимают явление изменения активной и реактивной мощностей, потребля­емых нагрузкой при изменении напряжения на ее зажимах. Следо­вательно, регулирующим эффектом нагрузки можно назвать степень снижения активной и реактивной мощностей нагрузки с уменьше­нием напряжения на ее зажимах.

Численно регулирующий эффект определяется как изменение активной или реактивной мощности нагрузки на единицу изменения напряжения (см. рис. 38):

                                                                   (83)

Если рассматривать бесконечно малые изменения напряже­ния и перейти к пределам, то

                                              (84)

Поскольку в большинстве случаев при расчетах устойчивости учитывают только реактивные сопротивления элементов схемы, на снижение напряжения при увеличении передаваемой мощности главным образом влияет регулирующий эффект по реактивной мощ­ности. При этом, чем больше наклон статических характеристик в рабочей области, тем сильнее регулирующий эффект нагрузки, тем благоприятнее влияет она на устойчивость электропередачи. Однако этим не ограничивается влияние нагрузки на устойчи­вость режима работы системы. Повышение потребляемой реактив­ной мощности на участке ab статической характеристики (см. рис. 38), обусловленное увеличением скольжения асинхронных двигателей при дефиците реактивной мощности в системе, приводит к лавинообразному снижению напряжения, сопровождающемуся затормаживай нем двигателей. Следовательно, нарушение устой­чивости узла нагрузки может являться причиной нарушения устой­чивости режима всей СЭС.