Глава 13

13.3. Влияние нагрузки на статическую устойчивость системы электроснабжения

При определении предела мощности, передаваемой в простейшей электрической системе, предполагалось, что напряжение на шинах приемной системы постоянно при всех изменениях режима работы электропередачи. Такое предположение можно считать справедливым только в том случае, когда мощность питающей системы в 8-10 раз больше мощности приемной системы. Однако приемная система может представлять собой местную электростанцию (рис. 13.7), мощность которой соизмерима с мощностью питающей системы. В этих случаях напряжение на шинах приемной системы зависит от режима работы питающей системы и нагрузки.

Если считать, что э.д.с. генераторов станций питающей системы постоянна, то при изменении передаваемой по ЛЭП мощности будут меняться углы δ1 и δ2, а также угол δ12 = δ1 - δ2. Это, в свою очередь, вызовет изменение напряжения на шинах приемной системы. При увеличении передаваемой по ЛЭП мощности это напряжение падает, что вызывает уменьшение предела передаваемой мощности Зависимость Р(δ) в данном случае может быть представлена кривой 2 (рис. 13.8) в отличие от идеальной

Рис. 13.7. К объяснению влияния нагрузки на устойчивость электрической системы

Рис. 13.8. Идеальная (1) и действительная (2) угловые характеристики мощности электрической системы

характеристики 1, когда Е и U постоянны. Чем больше снижается напряжение на шинах приемной системы при увеличении передаваемой мощности, тем меньше действительный предел мощности.

Степень снижения напряжения на шинах приемной системы зависит от свойств нагрузки, подключенной к этим шинам. Влияние свойств нагрузки на напряжение приемной системы определяется регулирующим эффектом нагрузки, под которым понимают явление изменения активной и реактивной мощностей, потребляемых нагрузкой при изменении напряжения на ее зажимах. Следовательно, регулирующим эффектом нагрузки можно назвать степень снижения активной и реактивной мощностей нагрузки с уменьшением напряжения на ее зажимах.

Численно регулирующий эффект определяется как изменение активной или реактивной мощности нагрузки на единицу изменения напряжения (см. рис. 13.2):

(13.2)

Если рассматривать бесконечно малые изменения напряжения и перейти к пределам, то

(13.3)

Поскольку в большинстве случаев при расчетах устойчивости учитывают только реактивные сопротивления элементов схемы, на снижение напряжения при увеличении передаваемой мощности главным образом влияет регулирующий эффект по реактивной мощности. При этом, чем больше наклон статических характеристик в рабочей области, тем сильнее регулирующий эффект нагрузки, тем благоприятнее влияет она на устойчивость электропередачи. Однако этим не ограничивается влияние нагрузки на устойчивость режима работы системы. Повышение потребляемой реактивной мощности на участке ab статической характеристики (см. рис. 13.2), обусловленное увеличением скольжения асинхронных двигателей при дефиците реактивной мощности в системе, приводит к лавинообразному снижению напряжения, сопровождающемуся затормаживай нем двигателей. Следовательно, нарушение устойчивости узла нагрузки может являться причиной нарушения устойчивости режима всей СЭС.