Практические критерии устойчивости нагрузки

Страницы работы

11 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Лекция 19,20

Практические критерии устойчивости нагрузки.

В соответствии с зависимостью М=¦(S) признаком устойчивости асинхронного двигателя при постоянстве тормозного момента является положительный знак производной вращающего момента двигателя по скольжению

 -   практический критерий статической устойчивости нагрузки.

 - граница нарушения устойчивости.

Однако вычисление этой производной возможно лишь при условии представления множества двигателей нагрузки одним эквивалентным. Определение параметров эквивалентного двигателя часто затруднительно, что заставляет искать  другие решения, позволяющие подойти к оценке устойчивости асинхронных двигателей в электрических системах, не выделяя их в составе комплексной нагрузки.

Исходя из  зависимости Q =¦(E):

- граница нарушения устойчивости

Предложенные две границы нарушения устойчивости равнозначны и позволяют исследовать устойчивость одиночных двигателей или группы двигателей подключенного к одному генератору.

В случае если узел содержит разные элементы нагрузки и количество генераторов разное, то удобнее пользоваться другой границей нарушения  устойчивости, которая может быть получена из зависимости Q =¦(E):

- граница нарушения устойчивости

Докажем равнозначность границ нарушения устойчивости между собой, для этого рассмотрим такую схему.

Подпись:
Еэ – эквивалентная ЭДС всех генераторов, не зависящая от Uнагр

Продифференцируем U по Е:

 

   Þ 

Следовательно, третья граница устойчивости  эквивалентна второй границе, а т.к. I и II границы эквивалентны, то три границы равнозначны.

Подпись:

Таким образом, для исследования устойчивости используя третью границу необходимо построить зависимость и найти точку, где выполняется это условие.

Задача

Узел нагрузки питается от станции соизмеримой мощности и содержит комплексную нагрузку: асинхронные двигатели (60%), осветительная нагрузка (40%). При напряжение на шинах нагрузки Uном, активная мощность нагрузки Рн*=0,9Р*, Qн*=0,7Q*, реактивное сопротивление системы Xc*=0,8/

Как правило, комплексная нагрузка узла задается в виде таблицы или статических характеристик.

Подпись:

U*нагр

1

0.95

0.9

0.8

0.75

0.7

P*

1

0.941

0.893

0.855

Q*

1

0.885

0.844

0.88

P*нагр

0.9

0.874

0.848

0.804

0.785

0.77

Q*нагр

0.7

0.653

0.62

0.591

0.596

0.616

Eэ

1.72

1.67

1.634

1.61

1.62

1.66

Qэ

1.74

1.703

1.71

1.841

1.98

2.204

Факторы, влияющие на устойчивость узла нагрузки:

1. 

Подпись:

Влияние места подключения нагрузки на ее устойчивость.

Подпись:

Рис.5

Подпись:

Рис.6

Рис.7

Предположим, что d увеличился. То место электропередачи, где U при больших качаниях или асинхронном ходе достигает минимального значения называется центром качания. Чем ближе нагрузка подключена к центру качаний, тем больше вероятность нарушения устойчивости узла нагрузки.

При условии, что Е12, Х12 зависимость промежуточного напряжения, например в точке А2 будет иметь вид:


Подпись:

Рис.8

2.  Влияние на устойчивость нагрузки возбуждения генератора.

Подпись:

В том случае, если схема состоит из нескольких станций и в промежуточной точке электрической схемы подключена мощная нагрузка, то устойчивость такой нагрузки удобно исследовать по критерию ,

Рис.9

    

---- вследствие каких-то причин характеристика снижается

(.)1 – точка устойчивой работы

(.)2  -точка неустойчивой работы

 - коэффициент запаса устойчивости нагрузки

Регулирование возбуждения генератора способствует увеличению устойчивости узла нагрузки

Подпись:

Рис.10

3.  Влияние на устойчивость компенсации реактивной мощности.

 
 

Подпись:

 


Компенсация реактивной мощности приводит к снижению мощности узла нагрузки.

Для обеспечения устойчивости узла нагрузки при компенсации реактивной мощности предусматривают меры по увеличению устойчивости узла нагрузки ( например регулирование возбуждения генератора)

Задача

Выяснить влияние на устойчивость нагрузки компенсации реактивной мощности с помощью конденсатора в трех случаях:

1.компенсация отсутствует cosj=0.89

2.компенсация соответствует cosj=0.95

4.  реактивная мощность скомпенсирована полностью cosj=0.1

Подпись:

Исходные данные:

Ракт – мощность потребляемая двигателем, при U*=1 Pакт*=1

Хс=0.5, Хм=4.1, ХS=0.2, R2=0.024

При расчете скольжения будем считать, что активная мощность остается величиной постоянной

1.cosj=0.89 (компенсация реактивной мощности отсутствует).

 

Задаваясь U находим S

             

Составим таблицу:

U

1

0,9

0,8

0.75

0.707

S,%

1,34

1,71

2,4

3,03

4,97

QS

0,268

0,344

0,485

0,611

1

Qm

0,244

0,197

0,156

0,137

0,122

Q

0,512

0,541

0,641

0,748

1,12

Eэ

1,35

1,32

1,35

1,41

1,66

2. cosj=0.95

-мощность скомпенсированная конденсатором

Преобразуем схему замещения заменив Хm и ХК эквивалентным сопротивлением Хэ

Подпись:

Производя расчет аналогично расчету без компенсации реактивной мощности получим зависимости Еэ от U при компенсации сosj до 0,95

U

1

0,9

0,8

0.75

0.707

Qm

0,06

0,055

0,048

0,045

0,043

Q

0,328

0,399

0,533

0,656

1,043

1,27

1,25

1,29

1,36

1,46

Подпись:

3. Полная компенсация реактивной мощности сosj = 1

Хк скомпенсировало Хm и осталось ХК чтобы скомпенсировать ХS

 

Проведя аналогичный расчет как в предыдущем и заполнив таблицу  получим:

U

1

0,9

0,8

0.75

0.707

1,012

1,012

1,015

1,07

1,1

Получаем зависимости для трех случаев:

Подпись:

Вывод: компенсация реактивной мощности нагрузки батареями статических конденсаторов может приводить к существенному снижению запаса устойчивости асинхронного двигателя и при высокой степени – к «лавине напряжения».

Улучшение cosj с 0.89 до 0,95 снижает запас устойчивости нагрузки в 1,5 раза, а с 0,89 до 1- практически приводит к неустойчивости узла нагрузки.

Общий вывод.

В системах, где работа нагрузки не влияет на величину напряжения на ее шинах (шины мощной системы), значение критического напряжения обуславливается критическим напряжением эквивалентного двигателя.

В системах, когда мощность двигателей соизмерима с мощностью генераторов,  величина критического напряжения, как правило, больше критического напряжения эквивалентного двигателя, что обусловлено возможностью появления «лавины напряжения» при .

Похожие материалы

Информация о работе