ЛЕКЦИЯ №8

Представление генераторов при расчетах установившихся режимов.

Для синхронного генератора простейшая схема замещения и соответствующая ей векторная диаграмма в режиме перевозбуждения приведены на рис. 1,д и е; ЭДС E_q генератора уравновешивается индуктивным падением напряжения

и напряжением U_г на шинах генератора (см.рис. 8.1, е) [2].

Опустим перпендикуляр из конца вектора I_г на направление E_q и перпендикулярное к нему направление. Получим поперечную составляющую тока I_q и продольную составляющую I_d причем

Аналогично I_q и I_d изображены на рис.8.1, ж.

Рис.8.1. Схема замещения и упрощенные векторные диаграммы синхронной машины:

а,д – схемы замещения синхронного двигателя и генератора. б,в – векторные диаграммы синхронного двигателя в режимах перевозбуждения и недовозбуждения, г – совмещенная диаграмма двигателя (объединение б,в); е – векторная диаграмма синхронного генератора в режиме перевозбуждения; ж – векторная диагармма синхронного двигателя в режиме перевозбуждения с ЭДС E_q и обратной ЭДС E_d -

Синхронная машина работает как генератор, когда поперечная составляющая тока I_q совпадает по направлению с ЭДС E_q (рис.8.1, е), и как двигатель, когда составляющая I_q противоположна E_q т.е. совпадает по направлению с обратной ЭДС -E_q (рис.8.1,ж). В генераторе E_q опережает U_г и генерируется активная мощность

а в двигателе E_q отстает от U_дв и потребуется активная мощность

Можно записать следующие выражения:

Из (8.3) можно получить выражения для активной и реактивной мощностей синхронного генератора:

Напряжение на шинах генератора U_г < E_qcosd, и соответственно генератор в режиме перевозбуждения генерирует реактивную мощность, т.е. Q> 0.

Сопротивление генератора и его ЭДС учитываются при расчетах переходных процессов. В расчетах установившихся режимов электрических сетей и систем, как правило, не учитываются x_d и ^‘E_q а генератор представляется источником, подключенным к шинам генераторного напряжения.

Источники, соответствующие генераторам электрических станций, могут задаваться при расчетах на ЭВМ установившихся режимов следующим образом.

Постоянная активная и реактивная мощности . P_г =const и Q_г =const. При таком способе задания мощность генераторов отличается только знаком от случая задания постоянной активной и реактивной мощностей нагрузки потребителей. задание постоянной активной мощности соответствует реальным условиям работы генераторов в электрической системе; она может поддерживаться за счет регулирования частоты на генераторах. Задание постоянной реактивной мощности не соответствует реальному управлению режимом в электрической системе, так как на генераторах нет регуляторов реактивной мощности. Задание Q_г =const бывает необходимо при расчетах установившихся или оптимальных режимов, например в тех случаях, когда Q_г необходимо принять равным его предельно допустимому значению. Обычно для генерирующих узлов при фиксированных P_г и Q_г не известны модуль и фаза напряжения узла U_г и d_г (либо активные и реактивные составляющие напряжения U^’_г и U^”_г

Постоянные активная мощность и модуль напряжения P_г =const, U_г = const. В этом случае переменными являются, как правило, реактивная мощность и фаза напряжения. Узлы со свободной реактивной при Pг =0 соответствуют синхронным компенсаторам либо при Pг≠0 - генераторам. Такие узлы называют балансирующими по реактивной мощности. Задание постоянного модуля напряжения при Q_г= var соответствуют реальным условиям работы генераторов или синхронных компенсаторов с регуляторами напряжения, поддерживающими U_г = const.

Постоянные модуль и фаза напряжения U_г = const, d_г = const.
В таких узлах переменные – это активная и реактивная мощности, P_г=var, Q_г=var. Этот способ задания исходных данных соответствует узлам, балансирующим по активной и реактивной мощностям и базисным по напряжению. Такие узлы будем называть балансирующими. В расчетах установившихся режимов, а также при их оптимизации возможно задание нескольких балансирующих узлов. Каждый из них соответствует станции, участвующей в регулировании частоты – принимающей при этом постоянную частоту в системе. Введение одного или нескольких балансирующих узлов соответствует предположению о том, что частота в электрической системе постоянна.

Контрольные вопросы по теме:

1. Схемы замещения синхронного генератора и синхронного двигателя.

2. Векторная диаграмма синхронного генератора в режиме перевозбуждения и недовозбуждения

3. Векторная диаграмма синхронного двигателя в режиме перевозбуждения и недовозбуждения.

4. Статические характеристики синхронного двигателя с независимым возбуждением.

5. Что называется регулирующим эффектом нагрузки?

6. Задание постоянной активной и реактивной мощности.

7. Какие узлы называются балансирующими по реактивной мощности?

8. Постоянные модуль и фаза напряжения