Параметры основных элементов электроэнергетических систем

ПРИ АСИНХРОННЫХ РЕЖИМАХ | ^л

Синхронные машины. При возникновении асинхронного режима элек­тромагнитный вращающий момент и мощность, отдаваемая синхронными машинами в генераторном режиме и получаемая в двига­тельном режиме будет зависеть не только от угла σ, но и от скорости его изменения. Синхронная машина приобретает дополни­тельные свойства асинхронной, поскольку в роторе появляются токи, обус­ловленные наличием скольжения. Электромагнитный момент M синхронной машины представляется двумя составляющи­ми: синхронной M_c и асинхронной M_ас, т. е. M=M_c +M_ас. и активная мощность синхронной машины Р=Р_с+Р_ас.

В несинхронном режиме работы выражение мощности машины сложно получить. Потому что в машине протекает ток, состоит из двух частот: постоянную ω_о и изменяющуюся ω₁=f(t), в таком режиме изменяется реактивное сопротивление машины и ЭДС E_q которая зависит от скольжения и параметров регулятора возбуждения. Поскольку на роторе синхронной машины имеется, как правило, одна и равномерно распределенная обмотка возбуждении, то асинхронная со­ставляющая активной мощности по аналогии с асинхронной машиной может быть определена по выражению

Данные параметры могут быть определены с использованием каталожных данных синхронной машины

Асинхронная составляющая реактивной мощности упрощенно может быть найдена из уравнения

Наличие несимметрии приводит к тому, что асинх­ронная мощность изменяется около некоторого среднего значения (рис. 5.3). Величина средней асинхронной мощности или момента зависит от типа и конструкции синхронной машины и от величины скольжения. Типовые графические зависимости средней асинхронной мощности генераторов приведены на рис. 5.4.

Изложенный способ получения характеристик мощности синхронной машины в асинхронном режиме основан на предположении о возможнос­ти применения принципа суперпозиции при разделении рассматриваемой машины на две механически связанные - синхронную и асинхронную (рис. 5.5, б). Более строго данная задача может быть решена с использова­нием уравнений Парка - Горева.

Первичные двигатели и приводные механизмы. Характеристики и параметры первичного двигателя или приводного механизма синхронной машины оказывают на режим асинхронного хода. Больше оказывает влияние зависимость механической мощности от скорости вращения агрегатов (рис. 5.6).

Механическая мощность турбины при увеличении скорости под дей­ствием автоматических регуляторов скорости уменьшается. Изменение частоты вращения, соответствующее изменению мощности агрегата от нуля до номинальной характеризует среднюю крутизну статической характери­стики и, будучи отнесенной к номинальной частоте вращения n_н(ω_н), но­сит название коэффициента неравномерности или статизма

Механический момент приводных механизмов при уменьшении час­тоты вращения остается постоянным (зависимость 1) или уменьшается (за­висимость 2, рис. 5.6).

Электрическая сеть. Схемы замещения линий электропередачи, трансформаторов, реакторов и конденсаторных батарей не изменяются. При значительных отклонениях частоты в различных частях энергосисте­мы необходимо лишь уточнить значения индуктивных и емкостных со­противлений.

Нагрузка. При асинхронном режиме в составе напряжения, подведен­ного к нагрузке, будет несколько различных частот

переменного тока. Однако расчеты в первом приближении можно прово­дить без учета появления нескольких частот в мгновенных значениях на­пряжения, а исходя только из понижения напряжения и изменения его оги­бающих с частотой асинхронных колебаний.