результирующей устойчивостей

Очевидно, что регулирование потока мощности вентилей передачи постоянного тока (ППТ) может более быстро, чем при регулировании генераторов переменного тока, устранять баланс мощности в энергосистеме. Мощность ППТ обычно изменяется в функции скольжения генераторов, получающаяся быстродействующая система регулирования повышает динамическую устойчивость систем переменного тока, предотвращает аварийный выбег генераторов. Общая закономерность примерно такова: чем больше ППТ в исходном режиме, тем больше повышается уровень динамической устойчивости. В случае аварии в передающей энергосистеме переменного тока форсировка ППТ поможет торможению генераторов при сборе мощности. Для увеличения динамической устойчивости приемной энергосистемы при необходимости компенсации энергии ускорения генераторов приемного конца осуществляется реверс мощности ППТ.

3) Анализ режимов работы трансформаторных подстанций и системы регулирования tg φ.

В практике проектирования на подстанциях всех категорий предусматривается установка двух трансформаторов.

Мощность трансформаторов выбирается по нагрузке пятого года эксплуа­та­ции подстанции.

При выборе трансформаторов на понижающей подстанции должны учитываться:

заполнение суточного графика нагрузки;

продолжительность максимума нагрузки;

летние недогрузки трансформаторов;

зимние температуры воздуха;

перегрузочные способности трансформаторов в зависимости от системы охлаждения.

При отсутствии подробной информации о графиках нагрузки подстанций допускается упрощенный выбор трансформаторов, в котором при отсутствии резервирования по сетям вторичного напряжения мощность каждого из двух устанавливаемых трансформаторов выбирается по двум условиям:

по загрузке в нормальном режиме:

(7.37)

по перегрузке в послеаварийном режиме:

(7.38)

где S_tmax - максимальная нагрузка подстанции в нормальном режиме; k_авар - допустимый коэффициент перегрузки трансформаторов в аварийных случаях; k_1‑2 - коэффициент участия в нагрузке потребителей 1- и 2-й категорий.

Значение k_авар в соответствии с ПУЭ берется равным 1,4, что допускает перегрузку трансформатора на 40 % в течение не более 5 суток на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 часов в сутки.

Коэффициент k_1‑2 учитывает относительный состав нагрузки I и II категорий

На подстанциях с высшим напряжением 220 кВ и выше, как правило, устанавливают автотрансформаторы, обладающие рядом преимуществ по сравнению с трансформаторами (меньшая масса, стоимость и потери энергии при той же мощности). При этом решаются две специфические задачи: выбор напряжения третичной обмотки (35 или 10 кВ) и проверка загрузки общей обмотки, см [11, с. 163]. Как правило, мощность каждого из двух автотрансформаторов выбирается с учетом не более 70 % максимальной нагрузки подстанции P_max при отсутствии резервирования по сетям СН и НН или P_авар при его наличии.

При росте нагрузки сверх расчетного уровня увеличение мощности двухтрансформаторной подстанции производится, как правило, путем замены трансформаторов на более мощные. Поэтому при проектировании аппаратура и ошиновка в цепи трансформаторов должны выбираться с учетом установки в перспективе трансформаторов следующей по шкале ГОСТ номинальной мощности.

Режим работы электрической системы характеризуется значениями показателей ее состояния, называемых параметрами режимов. Все процессы в электрических системах можно охарактеризовать тремя параметрами: напряжением, током и активной мощностью. Но для удобства расчетов режимов применяются и другие параметры, в частности, реактивная и полная мощность. Произведение показаний вольтметра и амперметра в цепи переменного тока называется полной мощностью. Для трехфазной цепи она выражается формулой:

(1)

I — ток в одной фазе

U — линейное напряжение.

Активная мощность трехфазного переменного тока определяется по формуле:

(2)

Множитель cosφ называется коэффициентом мощности. Угол ф указывает сдвиг по фазе тока и напряжения. На основании этих выражений полная мощность S представляется гипотенузой прямоугольного треугольника, один катет которого представляет активную мощность Р = S cosφ, а другой — реактивную Q = S sinφ.

Реактивная мощность находится также из выражения:

(3)

где
tgφ — коэффициент реактивной мощности.

Тангенс (tg ϕ) равен отношению реактивной энергии Er (кварч) к активной энергии Ea (кВтч), потребленных за один и тот же период времени. Очевидно, что, в отличие от cos ϕ, чем меньше tg ϕ, тем меньше потребление реактивной энергии. Соотношение между cos ϕ и tg ϕ выражается следующим уравнением:
В отличие от активной, реактивная энергия «бесполезна» для потребителя. • Активная энергия (Ea): измеряется в киловатт- часах (кВтч). Она преобразуется приемниками в механическую работу и тепло. Активной энергии соответствует активная мощность P (кВт). • Реактивная энергия (Er): измеряется в киловар- часах (кварч). Она расходуется на создание магнитных полей в обмотках электродвигателей и трансформаторов, необходимых для работы этих устройств. Реактивной энергии соответствует реактивная мощность Q (квар). В отличие от активной, реактивная энергия «бесполезна» для потребителя.

По определению, коэффициент мощности (или cos ϕ) электрического устройства равен отношению актив- ной мощности P (кВт) к полной мощности S (кВА), и принимает значения от 0 до 1.

коэффициенты реактивной мощности tg ϕ и мощности сos ϕ, определяемых в общем случае по формулам:

где P, S, Q — активная, полная и реактивная мощность соответственно в кВт, кВА и кВАр, и

Таким образом, по коэффициенту мощности можно судить о количестве реактивной энергии, потребляемой электрическими устройствами.
• Если коэффициент мощности равен 1, то потребляемая устройством реактивная энергия равна нулю (чисто активная нагрузка).
• Если коэффициент мощности меньше 1, то потребляемая устройством реактивная энергия не равна нулю, причем, чем ниже коэффициент, тем больше
потребляемая реактивная энергия. Для чисто индуктивной нагрузки коэффициент мощности равен 0. Для отдельных цехов, подключенных к одной и той же сети электропитания, коэффициент мощности может быть разным. Это зависит от типа используемых электроустановок и режима их работы (частичная или полная нагрузка и т. п.).