Материал: Лекции полнотью

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

4

Статические характеристики синхронного двигателя с независимым возбуждением по напряжению показаны на рис.3.6. Характеристики приведены в относительных единицах. Кривые 1, 2, 3 – это зависимости

Q Q / QНОМ от напряжения соответственно при x d

0,5; 1 и 2. Момент на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

валу и активная мощность двигателя постоянны, то есть P M const .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eq

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

U C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U C

 

 

 

 

 

 

 

U C

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3I1 jxd

0

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

E q1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3I2 jxd

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

I

2

Eq 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

Рис.3.5. Схема замещения и упрощенные векторные диаграммы синхронной машины:

а – схемы замещения синхронного двигателя; б, в – векторные диаграммы синхронного двигателя в режимах перевозбуждения и недовозбуждения

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

Q, P

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1,2

 

 

 

P М const

 

 

 

 

 

 

0,8

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

3

 

 

U М const

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

СД

 

 

 

 

 

 

 

 

0,7

0,8

0,9

1,0

 

U

 

 

 

 

 

U

U НОМ

Рис.3.6. Статические характеристики синхронного двигателя с независимым возбуж-

дением по напряжению

 

 

 

 

 

Типовые обобщенные статические характеристики по напряжению и частоте комплексной нагрузки. Статические характеристики мощ-

ности по напряжению целесообразно снимать опытным путем, измеряя зависимости PH U , QH U в узлах нагрузки. В тех случаях, когда эти характери-

стики неизвестны, для расчетов используют типовые обобщенные статические характеристики. Эти характеристики получены расчетным путем для комплексной нагрузки и изображены на рис.3.7. Характеристики построены в относительных единицах, причем за единицу принято значение напряжения

U 0H , активной PH0 и реактивной Q0H мощностей в исходном режиме. Чтобы найти значения мощности в новом режиме, отличающемся от исходного, надо для относительной величины напряжения в новом режиме U U / U0H найти по статическим характеристикам соответствующие относительные значения мощностей PH , QH и умножить на них значения мощностей в ис-

ходном режиме, то есть PH PH PH0 , QH QH Q0H .

Статические характеристики нагрузки по частоте приведены на

рис.3.8.

Регулирующим эффектом нагрузки называют степень изменения активной и реактивной мощностей нагрузки при изменений напряжения или частоты. Численно регулирующий эффект характеризуется значениями част-

6

Q, P

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,95

 

 

 

 

 

 

PH

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

0,85

QH1 1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

QH 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,75

 

 

 

 

 

 

0,8

0,9

1,0

 

 

 

 

 

 

 

U H

Рис.3.7. Статические характеристики нагрузки по напряжению: типовые обобщенные характеристики: 1 – активной мощности, 2 – реактивной мощности для узла 110 кВ, 3 – реактивной мощности для узла 6 (10) кВ

ных производных

PH

,

QH

,

PH

,

QH

; из них всегда положительны

 

 

 

 

U

 

U

 

f

 

f

 

PH

,

PH

. Поэтому P

 

уменьшается при понижении как напряжений, так и

U

 

f

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частоты (рис.3.7, и 3.8). Характеристики QH U , QH f имеют U-образный

характер, то есть имеют точку минимума, после которой при уменьшении U и I реактивная мощность растет. Обычно нормальным установившимся режимам соответствуют правая часть от точки минимума характеристики

QH U и левая часть QH f .

На этих рабочих частях характеристик регулирующие эффекты

PH , QH

1,0

QH

0,9 PH

0,8

45 46 47 48 49 50 51 f , Гц

Рис.3.8. Статические характеристики нагрузки по частоте

 

 

 

 

7

QH

,

QH

и имеют разные знаки. При уменьшении U убывает Q , а при

U

 

f

H

 

 

 

 

 

уменьшении f растет QH .

3.2. Задание нагрузок при расчетах режимов электрических сетей и систем

Параметры пассивных элементов электрической сети - линий и трансформаторов - в расчетах принимаются постоянными, эти элементы рассматриваются как линейные.

Активные элементы схем замещения электрических сетей и систем - нагрузки и генераторы - представляются в виде линейных или нелинейных источников. В зависимости от способа задания нагрузок и генераторов уравнения установившегося режима линейны или нелинейны. Способы представления нагрузок и генераторов при расчетах режимов зависят от вида сети и целей расчета.

Нагрузка задается постоянным по модулю и фазе током

(рис.3.9,а)

I

 

I

jI

const .

(3.3)

 

H

H

H

 

 

 

 

 

8

U

 

 

 

 

I

 

I

jI

const

 

H

H

H

 

 

а)

 

 

 

 

g H

 

 

U

 

PH

 

 

 

 

 

 

 

 

QH

 

 

 

 

bH

 

 

 

в)

 

 

U

 

 

 

 

U

SH PH jQH const

 

 

б)

 

 

I H

 

 

 

U

rH

x H

 

 

PH jQH

г)

U

SH U

PH U jQH U

I H q

 

 

 

 

 

q случайная величина

д)

 

е)

Рис.3.9. Способы задания нагрузок при расчетах режимов:

а – постоянный по модулю и фазе ток; б – постоянная по модулю мощность; в, г – постоянные проводимость или сопротивление; д – статические характеристики нагрузки по напряжению; е – случайный ток

Такая форма представления нагрузки принимается при всех расчетах распределительных сетей низкого напряжения U 1 кВ. Как правило, так же задается нагрузка в городских, сельских и промышленных сетях с напряжением U 35 кВ. В распределительных сетях источниками питания являются шины низкого напряжения районных подстанций. Как правило, предполагается, что напряжение источника питания известно. При задании нагрузки в виде постоянного тока (3.3) установившийся режим описывается системой линейных алгебраических уравнений, подробно рассматриваемой в теоретических основах электротехники. Особенность этих уравнений в том, что, как правило, отсутствуют э. д. с. в ветвях, а в нагрузочных узлах заданы источники тока.

Задание тока в виде (3.3) при расчетах питающих сетей приводит к

очень большим погрешностям, что является недопустимым.

 

Нагрузка задается постоянной

по величине

мощностью

PH const , QH const или

const

(3.4)

SH PH jQH