Практическое руководство к практическим работам по курсу «Устойчивость электрических систем», страница 3

1.7. Нагрузка

          Нагрузка – это потребители электрической энергии, преобразующие ее в другие виды (тепловую, механическую, световую и т.д.). Обычно в расчетах рассматриваются не отдельные потребители, а ее узлы – группы нагрузок, присоединенных к шинам подстанции.

          Представление нагрузки в расчетах переходных процессов в схемах электроснабжения определяется целью расчета и его точности. Нагрузку можно представить в виде постоянных активного и индуктивного сопротивлений в упрощенных расчетах статической и динамической устойчивости при условии сохранения устойчивости самой нагрузки.

          Полное сопротивление нагрузки для последовательно соединенных активного и реактивного сопротивлений определяется по формуле:

          , о.е., (1.20)

где – полная мощность нагрузки в относительных единицах;

      – коэффициент мощности нагрузки, о.е.;

      – напряжение в точке подключения нагрузки, о.е.

          При представлении нагрузки параллельно соединенными активным и реактивным сопротивлениями их значения определяется по формулам:

          , о.е., (1.21)

          , о.е. (1.22)

          Нагрузку можно представить статическими характеристиками по напряжению (, ) и по частоте (, ) в расчетах устойчивости нагрузки или системы в послеаварийном режиме.

          Статические характеристики нагрузки по напряжению могут быть получены: 1) из натурного эксперимента; 2) из расчета с детальным учетом состава нагрузки; 3) на основании статистических данных. Часто при проведении расчетов переходных процессов трудно определить состав нагрузок и их достоверные параметры. В этом случае используются типовые характеристики комплексной нагрузки. При отсутствии конкретных данных рекомендуется принимать следующие характеристики комплексной нагрузки:

–  для активной нагрузки в среднем

          , о.е. (1.23)

с диапазоном изменения

          , о.е., (1.24)

          , о.е.; (1.25)

–  для реактивной нагрузки на стороне 110…220 кВ в среднем

          , о.е. (1.26)

с диапазоном изменения

          , о.е., (1.27)

          , о.е. (1.28)

          Пример 1. Рассмотрим схему электропередачи, в которой генератор работает через трансформатор и двухцепную линию электропередачи на шины приемной системы бесконечной мощности. Напряжение приемной станции U можно считать неизменной по абсолютному значению и фазе при любых условиях работы электропередачи.

          Исходные данные:

 – генератор: Pном = 100 МВт; =0,8; =0,278; Uном = 10,5 кВ; =1,907;  = 6,7 с;

 – трансформатор Т1: Sном = 160 МВА;  Uном = 11/230 кВ; Uk = 11 %;

 – линия:  = 0,4 Ом/км; L = 300 км;

 – трансформатор Т2: Sном = 200 МВА;  Uном = 230/110 кВ; Uk = 11 %;

 – передаваемая мощность Рс = 80 МВт и Qс = 30 Мвар.

          Определить все сопротивления схемы замещения и ЭДС генератора в случае:

 – при отсутствии автоматического регулятора возбуждения;

 – при АРВ пропорционального типа;

 – при АРВ сильного действия типа.

          Расчет будем проводить, используя приближенное приведение элементов схемы замещения в относительных единицах.

          Принимаем базисные условия:

                    Sб = 80 МВт,  Uб = 115 кВ.

          Напряжение системы в относительных единицах равно:

                    Uc* = 115/115 = 1.

          Передаваемая активная мощность в относительных единицах равна:

                    Pc* = 80/80 = 1.

          Передаваемая реактивная мощность в относительных единицах равна:

                    Qc* = 30/80 = 0,375.

          Сопротивление генератора в относительных единицах без учета АРВ:

          .

          Сопротивление трансформатора Т1 в относительных единицах равно:

          .

          Сопротивление линии в относительных единицах равно:

          .

          Сопротивление трансформатора Т2 в относительных единицах равно:

          .

          Результирующее сопротивление системы без учета АРВ:

 .

          Синхронная ЭДС генератора:

.