Устойчивость узлов нагрузки в электрической системе, страница 2

   Е

  Е₀

Е_мин

                                  0’        0”                   U

Рис. 7.3. Зависимость э.д.с. системы от напряжения нагрузки.

В зависимости от величины внешнего сопротивления Х_С критическое напряжение может находиться как слева, так и справа от точки 0’, для которой dE/dU=0

Следовательно, критическое напряжение увеличивается с ростом внешнего сопротивления.

Запас устойчивости узла нагрузок характеризует допустимую степень снижения напряжения в узле и выражается коэффициентом запаса

К_З=(U₀-U_КР)/U₀.                                                                                               (7.3.)

Для промышленных нагрузок величина коэффициента запаса считается достаточной, если в нормальном режиме  К_З ³20%, а  в послеаварийном режиме К_З³10%.

Определим запас статической устойчивости для питающей химкомбинат ЛЭП, принципиальная схема которой и схема замещения представлены на рисунке  7.4.

 Данные для расчета:

U₀=10кВ,                         Р₀=49635,5 кВт,             Q₀=15803,2 квар

Q_К=3200 квар                  S₀=52090,5 кВ·А            cosj₀=0,9

tgj₀=0,481.

Выразим все значения в относительных единицах, приняв за базисные величины S_Б=40 МВА, U_Б=10 кВ.

S_*0=S₀/S_Б=52090,5/40000=1,302;

Р_*0=S_*0·cosj₀=1,302·0,9=1,172;

Q_*0=Р_*0·tgj₀=1,172·0,481=0,564;

Q_*К=Q_К / S_Б=3,2 / 40=0,08;

U_*0=U₀/U_Б=10/10=1;

Х_*К=U²_*0 / Q_*К=1 / 0,08=12,5.

 

Рис. 7.4. Принципиальная схема (а) и схема замещения (б) для определения запаса статической устойчивости для ЛЭП.

Сопротивления трансформатора и линии взяты из расчета токов КЗ

х_*Т=0,105;                        х_*Л=0,026

х_*Σ=(0,105+0,026) / 2=0,066.

Эквивалентное сопротивление цепи (с учетом ветви конденсаторов)

х_*Э==0,066

Рассчитываем характеристику Q_*К=f(U_*Н), приняв за единицу значение Р_*0 и Q_*0,  и сложим алгебраически ординаты Q_*K  и Q_*Н.

Получим статическую характеристику Q_*П=f(U_*H).

Результаты расчетов запишем в таблицу 7.1. и построим характеристики (рис 7.5.)

Таблица 7.1.

Результаты расчетов для построения статической характеристики Q_*П=f(U_*H).

U*H	1,0	0,95	0,9	0,85	0,8	0,75	0,7	0,65
Q*H	1,0	0,92	0,85	0,8	0,755	0,74	0,77	0,86
Q*K=	0,142	0,128	0,115	0,102	0,091	0,08	0,07	0,06
Q*П	0,858	0,792	0,735	0,698	0,664	0,66	0,7	0,8

 

Рис. 7.5. Статические характеристики узла нагрузки.

Для определения критического напряжения по критерию dE/dU=0 или dU_C /dU>0 требуется построить кривую U_C=f(U_H).

Приведем расчет одной точки этой кривой. Пусть U_*=0,9. Тогда по рис. 7.5. Р_*Н=0,975;                                                   Q_*П=0,74;             

Р_*=Р_*0·Р_*Н=1,172·0,975=1,143;                              Q_*=Q_*0·Q_*П=0,564·0,74=0,417,

U_*C==0,931.

Расчеты остальных точек аналогичны, их результаты сведем в таблицу 7.2.

Таблица 7.2.

Результаты расчетов для построения характеристики U_C=f(U_H).

U*	0,9	0,8	0,75	0,7	0,65	0,63	0,62	0,61	0,605
Р*Н	0,975	0,95	0,94	0,93	0,915	0,91	0,908	0,905	0,902
Q*П	0,74	0,664	0,66	0,7	0,8	0,85	0,9	1,0	1,1
Р*	1,143	1,113	1,102	1,09	1,072	1,067	1,064	1,061	1,057
Q*	0,417	0,374	0,372	0,395	0,451	0,479	0,508	0,564	0,62
U*С	0,931	0,832	0,785	0,74	0,699	0,683	0,677	0,674	0,675

Точка а на характеристике U_C=f(U_H) (рис. 7.5.), соответствующая наименьшим отклонениям, дает значение критического напряжения U_*КР=0,61, при котором начинается процесс нарушения устойчивости. Зная U_*КР, определяем запас устойчивости по формуле (7.3.)

К_З=(1-0,61) / 1=0,39

Запас устойчивости 0,39 больше минимального (0,1-0,25), то есть статическая устойчивость данного узла нагрузки обеспечивается.