Изменение режимных параметров энергосистемы при асинхронном ходе

Асинхронный режим сопровождается характерными для него явлени­ями и признаками:

10. Периодическое изменение угла между несинхронными ЭДС от нуля до 360° с частотой скольжения (рис. 5.10, б). При этом частота скольжения во время асинхронного хода не остается постоянной, а изменяется. Это связано с тем, что в избыточной части энергосистемы частота под воздей­ствием автоматических регуляторов скорости вращения турбин электро­станций уменьшается. В дефицитной части системы частота, наоборот, увеличивается под действием регулятора скорости за счет мобилизации резервов мощности электростанций и ограничения электропотребления.

11. Периодическое изменение (качания) активной мощности. На рис. 5.10, а

приведена диаграмма изменения активной мощности в асинхронном ре­жиме. Из этой диаграммы видно, что за один цикл (период) установившегося асинхрон­ного хода знак активной мощности изменяется дважды. Физически это означает, что генератор как синхронная машина в течение первого полупе- риода работает в генераторном режиме, а в течение второго полупериода- в двигательном. Средняя активная мощность, выдаваемая генератором, равна асинхронной составляющей активной мощности. Характер измене­ния активной мощности Р определяется соотношением Р_с и Р_ас При соот­ветствующих условиях возможна работа генератора только в пульсирую­щем режиме генерации.

12. Периодическое изменение (качания) напряжения. Рассмотрим про­цесс изменения напряжения в некоторых характерных точках простейшей системы при работе генератора в асинхронном режиме (рис. 5.11, а). Исхо­дя из этого, можно считать, что вектор мощной приемной системы Е_с являет­ся неподвижным, а вектор ЭДС генератора Е_г вращается относительно Е, с частотой вращения ƒ_s Примем, что ЭДС численно равны, т. е. Е_с = Е_г.

С учетом принятых исходных условий и параметров на рис. 5.11, б построена диаграмма изменения напряжения в различных точках при асин­хронном ходе.

Рис. 5.11. Схема системы (а) и диаграмма изменения напряжений в различных точках системы (б) в процессе асинхронного режима при Е ~ Е

Из диаграммы (см. рис. 5.11,6) видно, что векторы напряжения U_A и U_B изменяются по величине и занимают новое фазовое расположение. При этом имеется их существенная зависимость от угла δ. На рис. 5.12 приве­дены графики изменения напряжения за один период асинхронного хода.

На рассматриваемой системе электропередачи имеется характерная точка, напряжение в которой при угле δ = 180° снижается до нуля. Эта точка называется электрическим центром качаний (ЭЦК). Характер изме­нения напряжения в ЭЦК показан на рис. 5.12.

Рис. 5.12. Изменение режимных параметров системы при асинхронном ходе

Напряжение в ЭЦК при равных ЭДС для любого угла можно опреде­лить на основании векторной диаграммы (рис. 5.13). При E_г = E_с = E ЭЦК расположен в середине вектора E_с – E_г. Поэтому вектор напряжения U_эцк делит угол δ пополам, и. следовательно, можно записать:

При изменении значений Е_г и Е_с место расположения ЭЦК меняется. В зависимости от соотношения величины ЭДС и сопротивления парамет­ров системы ЭЦК может располагаться в любой точке линии, в трансфор­маторе или даже в самом генераторе.

Следует отметить, что вектор напряжения в точке А, находящейся за ЭЦК от вектора E_с, последовательно занимает те же положения, что и век­тор Е_г (см. рис. 5.11). Следовательно, вектор напряжения U_A вращается относительно вектора Е_с. с той же частотой, что и вектор E_г, т. е. с частотой скольжения. Аналогично изменяются векторы напряжения во всех точках электропередачи, находящихся за ЭЦК от вектора E_с.

Иначе изменяется напряжение в точках электропередачи, находящих­ся до ЭЦК от вектора E_с. Как видно из той же диаграммы, вектор напряже­ния в точке Б не совершает оборота на 360°, а лишь колеблется по величи­не и по углу.

Из рассмотренного следует, что при асинхронном режиме вращаются относительно друг друга не только векторы ЭДС, но и все векторы напря­жений, находящиеся по разные стороны от ЭЦК.

▪ Периодическое изменение тока. Известно, что ток, проходящий по электропередаче при асинхронном режиме, равен

где x_Σ- суммарное реактивное сопротивление между векторами Е_с и Е_г. Из векторной диаграммы рис. 5.13 следует:

Рис. 5.13. Векторная диаграмма для определения напряжения в ЭЦК

откуда

Получим:

Диаграмма, показывающая изменение тока I_ар за один цикл асинхрон­ного хода, показана на рис. 5.12. Ток асинхронного режима зависит от угла δ и равен нулю при δ = 0° и достигает максимального значения при δ = 180°.