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 |
||
|
|
|