Статические характеристики комп­лексной нагрузки электрических си­стем

Для расчетов электрических се­тей, как правило, представляют инте­рес характеристики не отдельных по­требителей электроэнергии, а их сово­купностей, определяющих потребление мощности заводами, фабриками, а в ряде случаев — достаточно крупными районами, на территории которых расположен ряд разнохарактерных предприятий и других потребителей энергии. Такие обобщенные статиче­ские характеристики определяются свойствами отдельных потребителей и их относительной мощностью в общей совокупности нагрузк и. Поэтому с наи­большей точностью статические харак­теристики могут быть получены по данным натурных испытаний в электрических системах для тех или иных характерных видов нагрузки.

Полученные расчетным путем или экспериментально обоб­щенные статические характеристики в той или иной мере раз­личаются друг от друга. Объясняется это, прежде всего, раз­личием состава оборудования, работающего одновременно у "потребителей. Например, статические характеристики ткацких фабрик существенно отличаются от характеристик металлурги­ческих комбинатов. Вместе с тем, статические характеристики достаточно крупных комплексов потребителей электроэнергии обладают и некоторыми сходственными особенностями.

Такая сходственность определяется тем, что основную часть нагрузки большинства крупных потребителей электрической сети в настоящее время составляют асинхронные двигатели и лампы накаливания. Поэтому свойства этих потребителей электроэнергии оказывают определяющее влияние и на форму обобщенных статистических характеристик нагрузки электри­ческой сети.

Асинхронные двигатели потребляют из сети активную и реактивную мощность. Энергия, соответствующая потребляе­мой активной мощности, преобразуется двигателем в механи­ческую энергию, которая идет на приведение в движение ма­шин-орудий и совершение ими полезной работы. Величина активной мощности, забираемой асинхронным двигателем из сети, определяется нагрузкой машины-орудия. Для большин­ства работающих в электрической системе машин эта нагрузка очень незначительно изменяется в зависимости от напряжения на зажимах двигателей, но существенно зависит от частоты переменного тока в сети. Связано это с тем, что изменение напряжения у потребителей в установившихся режимах рабо­ты электрической системы допускается в сравнительно узких пределах. При небольших же отклонениях напряжения сколь­жение асинхронных двигателей, а следовательно, и скорость их вращения меняются незначительно. От скорости вращения двигателей зависит производительность машин-орудий, приво­димых этими двигателями в движение. Причем малому измене­нию скорости отвечает и малое изменение производительности большинства механизмов, которое лишь в незначительной сте­пени сказывается на потреблении активной мощности.

На рис. 3-20 и 3-21 показаны обобщенные статические ха­рактеристики мощности нагрузки электрической системы соот­ветственно по напряжению и частоте. Первые характеризуют малые изменения активной мощности при изменении напряже­ния, для вторых, напротив, характерно значительное изменение этой мощности при изменении частоты.

Реактивная мощность, требующаяся асинхронным двигателем, составляет в зависимости от их загрузки 50 —100% от реактивной мощности. Величина реактивной мощности сущест­венно зависит не только от загрузки двигателей, но и от напряжения на их зажимах, и от частоты переменного тока. Харак­тер этих зависимостей иллюстрируется графиками (рис. 3-20 и 3-21). Как статическая характеристика реактивной мощности

по напряжению, так и статическая характеристика по частоте имеют U-образный характер.

Правая ветвь - нормальным установившийся режим, характеристика Q_Н=f(U_Н), определяющая при небольших снижениях напряжения уменьшение реактивной мощности, потребляемой асин­хронной нагрузкой.

Левая ветвь - для характеристики Q_H =φ(f), снижение ча­стоты приводит к росту потребляемой реактивной мощности. Лампы накаливания реактивной мощности практически не потребляют, и поэтому на форму обобщенных характеристик нагрузки влияния не оказывают.

При анализе работы крупных электрических сетей или всей электрической системы в целом обычно не представляется возможным учесть особенности статических характеристик на­грузки всех отдельных потребителей' электроэнергии. В этих случаях пользуются так называемыми типовыми обобщенными статическими характеристиками.

Лекция 3.ПРЕДСТАВЛЕНИЕ НАГРУЗОК В РАСЧЕТНЫХ СХЕМАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

При расчетах рабочих режимов электрических сетей на­грузка обычно характеризуется неизменными активной и реак­тивной мощностями.

Рис. 3-23

При расчетах режимов, для которых характерны значи­тельные изменения напряжения на нагрузках системы, нагрузку удобно представить параллельно или последовательно соединенными неизменными активным и реактивным сопро­тивлениями (рис. 3-23,6). Величины этих сопротивлений выби­раются таким образом, чтобы определяемая ими мощность при напряжении нормального режима была бы равна заданной мощности нагрузки. Тогда при параллельном соединении со­противлений

при последовательном соединении

При представлении нагрузки неизменными сопротивления­ми ее мощность меняется прямо пропорционально квадрату приложенного напряжения. На рис. 3-24 характеристика такой нагрузки нанесена на од­ном графике с типовыми ста­тическими характеристиками комплексной нагрузки. Их со­поставление показывает, что близкое совпадение характери­стик реактивной мощности имеет место в значительно большем диапазоне изменения напряжения, нежели при учете нагрузки постоянной мощностью.

Дата добавления: 2014-01-07